西湖大学工学院孔玮团队诱骗了一种基于范德华力的快速解耦和重组集成有盘算推算，得胜拒绝了多种二维（2D）过渡金属硫属化合物（TMDCs）的大面积逐层搬动与拼装。这一东说念主工拼装妙技可拒绝精确的转角为止，进而构建多层转角TMDCs。最终，扣问团队得胜以非手性TMDCs材料为单体，通过东说念主工集成得到具有螺旋手性的2D薄膜。该责任不仅诱骗了一种高效的大面积2D材料洁净堆叠本领，而且展示了东说念主工集成工程在创造新结构和发现新性质方面的雄壮后劲。相干责任以“Van der Waals Assembly of Multilayer Twisted Transition Metal Dichalcogenides with Controllable Chirality”为题发表于Advanced Functional Materials。

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二维（2D）过渡金属硫属化合物（TMDCs）莫尔超晶格因其特有的结构和物感性质备受存眷。扣问标明，莫尔TMDCs的性质不仅取决于扭转角度，还与层数密切相干。多层转角TMDCs体系由于复杂的层间耦相助用，频频展现出新颖的特质。尽管TMDCs自己不具有手性，但通过螺旋滋长或扭转堆叠，表面上可指点入手性特征，且该性质可通过转角和层数调控。关联词，二维材料的螺旋手性拼装仍濒临三大挑战：转角的精确为止、大面积手性均匀性的保握，以及多层系统复杂耦合机制的意会。天然化学气相千里积可制备诬蔑双层MoS₂，但多层诬蔑TMDCs仍需依赖东说念主工堆叠。传统堆叠本领后果低且易引入有机残留，窒碍了多层转角体系的构建过甚构效关系的精确扣问。

针对上述问题，扣问团队诱骗了一种基于范德华力（vdW）的快速解耦与重组战术，拒绝了多层TMDCs同质和异质结构的高效逐层拼装。该本领排斥了层间有机混浊，确保了清洁的2D界面。解耦与复合经过自愿且动态，大幅进步了拼装后果。此外，该本领可精确调控扭转角度，进而有用调控转角TMDCs的手性，并揭示转角和层数对2D手性的影响。该扣问不仅为多层转角TMDCs的精确制备提供了可靠本领，也为这一体系的构效关系扣问诞生了新范式。

图1. vdW互相作用解耦/重组战术用于大面积MoS2薄膜的逐层拼装

扣问团队发展了范德华力的解耦和重组有盘算推算，拒绝了蓝对持衬底名义MoS2薄膜的快速搬动和堆叠。当PDMS-MoS2-蓝对持放入水中时，水分子会插入MoS2/蓝对持界面，使γ3解耦并弱化为γ1，从而将MoS2搬动到PDMS名义（γ1 < γ2）。当PDMS/MoS2从头贴合到新的MoS2/Al2O3上时，双层（2L）MoS2之间的范德华力γ4赶快形成，这一范德华力比MoS2与PDMS和Al2O3之间的结协力都强（γ2 < γ3 < γ4）。当PDMS-2L MoS2-蓝对持放入水中时，γ3再次解耦并弱化为γ1，从而将2L MoS2搬动到PDMS名义（γ1 < γ2 < γ4）。淌若叠加进行上述vdW界面的解耦和重组，将会在取得多层MoS2。这一范德华力扶持的搬动战术，不仅幸免了传统多层拼装有盘算推算中PDMS屡次开释变成的界面混浊，更极地面进步了拼装后果。

图2.多层TMDCs异质结集成

这一范德华集成工艺兼容蓝对持衬底上其他TMDCs材料如MoSe2和WS2的异质堆叠，而况不错拒绝高分辨的图案化集成。Raman光谱、截面HAADF-STEM图像过甚能量色散X射线能谱（EDX）了了地反应了异质结的结构好意思满性及名义洁净性。这种系统的本领不祥精确制造具有定制几何情景的复杂2D异质结构，有望激动二维材料在柔性光电子学和量子集成器件中的诈欺。

图3.转角多层MoS2的角度为止

由于滋长的晶圆级TMDCs为单晶的，因此撑握“直边瞄准”的战术进行角度为止。在该本领中，最初将单晶MoS2/Al2O3晶圆切割成阵势小片，其旯旮可算作参考直边，进行角度为止。通过样品旯旮测量的夹角和选区电子衍射（SAED）测得的夹角保握一致，反应了角度为止工艺的可靠性。更迫切的是，这一角度为止有盘算推算适用于多层拼装的层间角度为止，以拒绝对多层转角TMDCs体系构效关系的探索和厘清。

图4.转角多层TMDCs的手性为止过甚构效关系。

将两层MoS2按照一定转角θ堆叠，当基层材料固定不动，表层材料逆时针旋转堆叠和善时针旋转堆叠的结构呈镜面对称，然则在空间内无法统统这个词重合。这使得这两组转角堆叠的结构如同东说念主的傍边手，无法统统这个词重合，产生螺旋手性，分裂对应左旋（L）手性和右旋（R）手性。扣问团队发现左旋20°和右旋20°的转角MoS2样品的圆二色（CD）信号大小终点，标的相背。这一拒绝评释了通过非手性TMDCs单晶的转角堆叠，不错构建具有圆偏振活性的TMDCs薄膜。进一步地，通过角度的层数的为止，扣问团队发现手性信号随转角罢免在正弦函数变化，而随层数呈线性增强变化。

本文亮点：

发展了一种基于范德华力解耦与重组的多层TMDCs集成有盘算推算，为大面积多层TMDCs的高效洁净拼装提供了可靠的时刻妙技。 这一范德华拼装有盘算推算兼容多种TMDCs材料的图案化集成，而况只撑握层间角度的精确为止。 通过非手性TMDCs单体的东说念主工集成，制造出具有明确手性的TMDCs薄膜，而况澄澈地厘清了转角多层TMDCs的手性与结构的关系。

本扣问的第一作家为西湖大学工学院博士生沈继闯。西湖大学工学院特聘扣问员孔玮、博士生沈继闯为本扣问通信作家。该责任得到了西湖大学改日产业扣问中心和西湖解释基金的资助撑握。

论文皆集：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202504859开yun体育网

发布于：北京市