华南师范大学物理学院教授徐小志团队与北京大学教授刘开辉合作，在低维单晶材料制造研究方面取得重大突破，成功实现了在绝缘衬底上单层单晶氮化硼、石墨烯材料的通用制备。近日，这项重要成果在《自然-通讯》上发表。高质量的单晶二维材料是实现其电子和光电器件高端应用的关键所在，理想情况下，它们需要直接在绝缘衬底上制备，以消除转移过程中可能带来的影响。然而，由于缺乏金属催化作用，过去一直困扰着如何在绝缘衬底上制造出高纯度的单晶石墨烯与氮化硼。

为了克服这一难题，研究组提出了一个原子尺度类印章制造技术，该方法能够在各种绝缘衬底上实现氮化硼、石墨烯的单层、高质量制备。这一技术依赖于预先熔融状态下的铜箔紧贴绝缘衬底，并将铜箔下方的单晶氮化硼薄膜挤压到目标位置。在实验中，发现当温度达到临界点时，可以将氮化硅与基板之间的距离压缩至约0.3纳米。此外，理论计算显示，当两者间距被压缩到如此之小时，将产生足够强烈的吸引力，从而确保去除铜箔后薄膜完好无损。

此外，该方法同样适用于生长各种基底上的单晶石墨烯。共同通讯作者徐小志表示，这项工作有望推动全新基于二维材料全 单晶器件及其应用领域的大步前进。此项目得到了国家重点研发计划课题、国家优秀青年科学基金、广东省杰出青年基金以及广东省重点领域研发计划等多个资助机构支持。曾凡凯、王然、魏文娅和冯佐共同担任该论文第一作者，而华南师范大学作为该成果发布单位，与北京大学共同承担了研究任务相关论文信息可通过链接访问：https://www.nature.com/articles/s41467-023-42270-x