莱斯大学的材料科学家正在揭示二维晶体复杂的生长过程，为以前所未有的精度控制合成这些材料铺平道路。

石墨烯和二硫化钼(MoS2)等二维材料具有独特的性能，在电子、传感器、能量存储、生物医学等领域具有巨大的应用前景。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小组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2DMoS2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。

该研究的合著者、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。受MoS2成功的推动，研究人员相信他们的方法可以扩展到其他2D材料和异质结构，为设计和工程具有定制特性的下一代2D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，”Lou说。“在传感器领域，它可能会带来更灵敏、选择性更强的设备。”

材料科学与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，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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