二维材料及其异质结构，因具有广泛的带隙选择、无悬空键、原子层厚度上的优异迁移率以及高光吸收等特性，在柔性传感器、光电探测器、高频电子、太阳能电池、数据存储以及低功耗神经形态计算等领域中得到非常重要的应用。这类新材料及结构的产生也为在微纳米尺度上实现探索和分析新的物理/化学性质提供开创性支持平台。

近日，浙江大学杭州国际科创中心未来科学研究院俞滨、徐杨科研团队和段镶锋科研团队在国际权威综述期刊《Chemical Reviews》上发表了一篇题为“2D Heterostructures for Ubiquitous Electronics and Optoelectronics: Principles, Opportunities, and Challenges”的长篇综述评论文章，IF=60.6。《Chemical Reviews》是国际化学化工领域影响力最高的学术期刊之一，为美国化学会最权威的综述性期刊，2021年公布的2020年影响因子为60.6。

该综述全面阐述了二维材料代表性的最新进展，该综述聚焦于二维材料的制备方法、表征技术以及物理参数对二维异质结的重要影响，着重探讨了二维异质结和三维混合体系在光学、谷态和拓扑态中表现出的量子力学效应，并展望了二维异质结在未来电子学与光电子学领域的应用和发展前景。

01 二维异质结的特性与发展挑战

二维异质结对于推进未来电子学和光电子学的研究和发展至关重要，为探索谷电子学、自旋电子学、神经形态提供了基本工具。但是范德华纳米异质结表面上键的不稳定性，制约了其广泛发展，值得广大研究者进一步深入研究。

二维异质结与不同维度材料的表面/界面

目前，二维异质结还没有开发与现有硅工艺相匹配的大规模制造和集成技术。虽然，基于二维材料的单个器件和小型电路的电子领域方面取得了巨大的进展，但材料合成、器件制造和集成的挑战十分巨大。

02 助力半导体领域发展，二维异质结的产业化之路要怎么走？

无表面悬挂键的二维材料可以实现与任意基板的集成，这是CMOS兼容性的一大优势。然而，也面临着一些挑战亟需解决，包括低温生长的范德华异质结、自动清洁的转移方法、连续介质膜沉积的二维材料和可再生的金属接触等。目前来看，在技术和成本上，为二维材料建立单独的生产线还面临一定的挑战。

总而言之，范德华二维异质结器件商业化的最佳方案是将这些材料用现有的硅基工艺生产线加工。我们相信未来会有更多的研究人员探索可行的方案，将二维材料与现有的硅基工艺整合在一起，继续推动二维异质结器件产业化技术的快速发展，提高我国在半导体领域的国际竞争力和影响力，为国家科技创新产业添砖加瓦。

基于范德华二维异质结器件“生长树”

得一提的是，这是一篇国际合作论文，感谢浙江大学杭州国际科创中心未来研究院及美国UCLA 团队的合作支持。感谢国家自然科学基金及中央高校基本科研基金的支持。