张远波  复旦大学教授。2006年获美国哥伦比亚大学博士学位。先后在美国加州大学伯克利分校和IBM Almaden Research Center做博士后研究。2011年全职加入复旦大学，任物理系教授，博士生导师。主要从事新型二维材料、器件的制备和量子物性研究，涉及石墨烯、新型二维半导体材料、二维磁性和高温超导材料、二维拓扑材料等研究方向。

摘要：由于量子受限效应，二维材料表现出很多三维材料所不具备的优异电学、光学、热学以及力学性能，为研究人员所关注。材料的优异物性离不开高质量材料的制备，超高真空环境可以减少杂质分子的污染与影响，提高二维材料的质量与性能。本文介绍基于超高真空环境的新型二维原子晶体材料的原位制备方法，包括利用分子束外延构筑新型二维材料、利用石墨烯插层构筑新型二维原子晶体材料异质结构以及利用扫描探针原位操纵构筑二维材料异质结构三大类。文章回顾利用这三类方法构筑的二维材料及其物理化学性质，比较三种方法各自的优势与局限性，对未来二维材料制备提供一定的指引。

摘要：二硫化钼(MoS₂)作为一种新兴的二维半导体材料，它具有天然原子级的厚度以及优异的光电特性和机械性能，在未来超大规模集成电路中具有巨大的应用潜力。本文综述了我们课题组在过去几年中在单层MoS₂薄膜研究方面所取得的进展，具体包括：在MoS₂薄膜制备方面，通过氧辅助气相沉积方法，实现了大尺寸MoS₂单晶的可控生长；通过独特的多源立式生长方法，实现了4 in晶圆级大晶粒高定向的单层MoS₂薄膜的外延生长，样品显示出极高的光学和电学质量，是目前国际上报道的质量最好的晶圆级MoS₂样品；通过调节MoS₂薄膜的氧掺杂浓度，可以实现对其电学和光学特性的有效调控。在MoS₂薄膜器件与应用方面，利用制备的高质量单层MoS₂薄膜，实现了高性能柔性晶体管的集成，这种大面积柔性逻辑和存储器件显示出优异的电学性能；在集成多层场效应晶体管的基础上，设计，加工了垂直集成的多层全二维材料的多功能器件，充分发挥器件的组合性能，实现了“感-存-算”的一体化；制备了全二维材料浮栅存储器，实现了功耗低，可靠性好，且高度对称和线性度可调的突触权重输出的人工突触器件；通过引入结构域边界提高MoS₂基地面的电催化析氢反应(HER)催化活性等。我们在MoS₂薄膜的制备以及器件特性方面所取得的进展对于MoS₂的基础和应用研究均具有指导意义。

摘要：随着芯片尺寸不断缩小，短沟道效应、热效应日趋显著。开发全新的量子材料体系以实现高性能芯片器件应用已成为当前科技发展的迫切需求。二维材料作为一类重要的量子材料，其天然具备原子层厚度和平面结构，能够有效克服短沟道效应并兼容当代微纳加工工艺，非常有望应用于新一代高性能器件方向。与硅基芯片发展类似，二维材料芯片级器件应用必须基于高质量、大尺寸的二维单晶材料制造。然而，由于二维材料的表界面特性，现有体单晶制备技术不能完全适用于单原子层结构的二维单晶制造。因此，亟需发展新的制备策略以实现大尺寸、高质量的二维单晶原子制造。有鉴于此，本文重点综述表界面调控二维单晶大尺寸制备技术发展现状，总结梳理了米级二维单晶原子制造过程中的3个关键调控方向，即单畴生长调控、单晶衬底制备和多畴取向控制。最后，系统展望了大尺寸二维单晶在未来规模化芯片器件方向的潜在应用前景。

摘要：硼烯作为目前发现的最轻的二维材料，表现出丰富的物理性质，包括高柔韧性、光学透明性、高热导率、近一维自由电子气、狄拉克费米子、超导电性等。然而，由于体相硼的层间共价键结合力较强，很难剥离出单层硼烯。另外，硼原子的缺电子属性，使其化学性质比较活泼，成键复杂，导致硼烯有很多同素异形体。长期以来，关于硼烯的研究停留在理论探索方面，硼烯的实验制备一直难以突破，直到最近几年才由少数课题组成功制备，至此关于硼烯的生长、结构以及电子性质研究打开了巨大的探索空间。本文主要从实验方向，系统综述了硼烯在不同衬底上的制备方法以及表现的不同结构相，并讨论了其生长机理。硼烯的制备为进一步扩展硼烯的物理性质提供研究平台，为探索硼烯的纳米器件制备提供思路，使得其在高能量储备、光电子器件、高检测灵敏度、柔性纳米器件等方面具有巨大的潜在应用前景。

摘要：自从2004年首次制备出石墨烯以来，机械解理技术被广泛用于制备过渡金属二硫族化合物、黑磷等各种二维材料。在多种二维材料制备技术中，机械解理技术具有制备方法简单、普适性好等优点，最重要的是解理得到的晶体质量高，是研究很多新奇物性的理想选择。本文介绍了机械解理技术的产生背景，总结了常规机械解理技术在二维材料研究过程中的瓶颈。为了解决常规机械解理技术制备效率低、样品尺寸小的问题，一些新型机械解理技术近年来不断发展起来，如氧气等离子体辅助法和金膜辅助法等。作为自上而下的二维材料制备方法，新的解理技术在未来二维材料基础研究和应用中仍然充满生机。未来解理技术将朝更大尺寸，更高质量方向发展。