科学家开发出一种实时记录二维晶体合成的新系统

石墨烯和二硫化钼(MoS2)等二维材料具有独特的特性，为电子、传感器、能源存储、生物医学和更多应用带来了巨大的前景。然而，它们复杂的生长机制——生长条件如何影响晶体形状之间存在不一致的相关性——给研究人员带来了重大挑战。

莱斯大学乔治布朗工程学院的一个研究团队通过开发定制的小型化学气相沉积(CVD)系统来应对这一挑战，该系统能够实时观察和记录二维MoS2晶体的生长。该工作在线发表在《NanoLetters》杂志上。

通过使用先进的图像处理和机器学习算法，研究人员能够从实时镜头中提取有价值的见解，包括预测生长非常大的单层MoS2晶体所需条件的能力。

研究合著者、莱斯大学材料科学与纳米工程系教授兼副系主任JunLou表示，这种跨学科方法代表了二维材料可扩展合成领域向前迈出了重要一步。

“通过将实时实验观察与尖端机器学习技术相结合，我们已经证明了以优异的精度预测和控制二维晶体生长的潜力，”楼说。

研究小组的发现对二维材料的未来具有深远的影响。在MoS2成功的推动下，研究人员相信他们的方法可以扩展到其他二维材料和异质结构，为设计和工程具有定制特性的下一代二维材料提供强大的平台。

“例如，在电子领域，能够大规模合成像MoS2这样的二维晶体可能会带来更快、更高效的设备，”卢说。“在传感器领域，它可能会带来更灵敏、更具选择性的设备。”

材料科学和纳米工程副教授唐明表示：“这项研究是实现二维材料全部潜力的重要一步，并为创新技术的发展铺平了道路，这些技术可能会彻底改变广泛的行业。”作者。

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