上海交通大学/华东师范大学Nat. Synth.: 转角石墨烯/六方氮化硼超晶格的熔融辅助组装

信息来源：本站 | 发布日期： 2026-03-09 08:16:32 | 浏览量：178829

摘要：

2026年2月19日，Nat. Synth.在线发表了上海交通大学吴天如副研究员、高文旆副教授和华东师范大学袁清红研究员课题组的研究论文，题目为《Melting-assisted assembly of twisted graphene/h-BN superlattices with clean interfaces》，论文的第一作者为Chao Zhang和Quan …

以原子级精度设计的转角范德华异质结（vdWHs）具有有趣的物理特性，并对现代电子学具有重要意义。然而，如何制备出具有洁净界面且转角可控的大面积二维范德华异质结仍然是一个挑战。

在此研究中，作者通过开发针对Gr/Ge(110)和h-BN/Ge(210)衬底的准熔融转移技术，成功在真空条件下制备了转角石墨烯（Gr）/六方氮化硼（h-BN）异质结。通过将Gr/Ge与h-BN/Ge堆叠与特定的面内晶格精确对准，利用石墨烯和六方氮化硼单层的依次转移，实现了具有可调堆叠顺序和精确角度的超洁净石墨烯/六方氮化硼超晶格转移。

透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）、纳米角分辨光电子能谱（ARPES）和二次谐波产生（SHG）测量证实，所制备的石墨烯/六方氮化硼超晶格具有原子级精度、高品质、无褶皱且转角可控。理论计算表明，熔融衬底中Ge-Ge键的断裂大大削弱了石墨烯和六方氮化硼与表面的结合强度，从而促进了二维材料的洁净转移。这项研究为大规模二维范德华异质结的精确制备提供了一条可行的途径，并为其在下一代电子器件中的应用奠定了坚实的材料基础。

图1 单晶石墨烯/六方氮化硼双层结构的制备与转移

图2 通过锗衬底取向设计与对准来调控转角石墨烯/六方氮化硼结构

图3 石墨烯（或六方氮化硼）与锗衬底之间的相互作用能以及衬底的电子特性

图4 转角石墨烯与六方氮化硼的图案化制备与表征

【论文链接】

Zhang, C., Xie, Q., Jiang, C. et al. Melting-assisted assembly of twisted graphene/h-BN superlattices with clean interfaces. Nat. Synth., 2026. https://doi.org/10.1038/s44160-026-01000-z

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