美国西北大学的纳米科学家设计了一个蓝图，计划用不同类型的二维材料制造新的异质结构。同时在《应用物理杂志》上对其进行了详细的描述。如图上半部分所示：顶部：垂直MoSe2-WSe2异质结构、横向MoS2-WS2异质结构、混合MoS2-WS2异质结构和Mose2-WSe2合金构件表征；下半部分图：垂直MoSe2-WSe2异质结构晶体结构模型。图片来源：Cain, Hanson and Dravid

美国西北大学的纳米科学家制定了一个蓝图，用不同类型的二维材料制造新的异质结构。鉴于二维材料是单原子层，可以像“纳米互锁构建块”一样堆叠在一起，材料科学家和物理学家对二维材料的性质及其潜在应用也是拍手称赞。研究人员在《应用物理杂志》上描述了对纳米材料发展的蓝图。

“我们已经勾勒出一种简单的、确定的且易于部署的方式，用于将这些单独的图层堆叠起来，从而拼接成自然界原本不存在的顺序，”Jeffrey Cain说。Jeffrey Cain是该文的作者，曾任职于西北大学，现在任教于劳伦斯伯克利国立大学实验室和加利福尼亚大学。

Cain解释道，对于纳米科学家来说，他们是希望能以任意顺序组合二维材料，并将现有记录在库的异质结构性质与他们记录的特性进行比较。据此科学家可以从库中选择合适的异质结构专用于对应的应用。例如，计算机行业正在试图让晶体管变得更小更快，同时还能增加计算能力，而具有良好电子特性的纳米级半导体刚好符合这一要求，可以用于制造下一代计算机晶体管。

到目前为止，纳米科学家并没有制造异质结构的具体方法，所以尚未开出对应的数据库。科学家们也一直致力于解决这些制造问题。在确定了趋势之后，他们测试了不同的条件，并绘制出四种二维材料生长特定异质结构所需的不同参数：二硫化钼和二硒化物以及二硫化钨和二硒化物。为了充分表征最终产物的原子级厚度，科学家们还使用了显微镜和光谱分析技术。

该团队的灵感来自经典材料学中的时间—温度转换图，它描绘了加热和冷却曲线，从而生成精确的金属微观结构。基于这种方法，研究人员把他们的发现也打包成一种图表技术：时间—温度—构架图。

“虽然之前也有人就特定的材料形态发表过论文，但是现在我们已经统一了所有的形态，并且能使用一种技术获得这些形态”， Cain说。

通过这些统一后的时间—温度—结构图，我们能够轻易获取生成大批量异质结构的形态以及组成等确切信息。基于这些图表，研究人员又建立了一个独特的纳米数据库，其物理性质激起了物理学家和材料科学家的浓厚兴趣。西北大学的科学家正在研究库中某些材料的部分行为，例如穿过材料之间缝合连接的电子流。

研究人员希望他们设计的蓝图能够用于不止现在的这四种材料的异质结构制造。“我们的具体图表需要在每种新材料的背景下进行修改，但我们认为这个想法适用于并可扩展到其他材料系统，”Cain说。

原文来自phys，原文题目：Building nanomaterials for next-generation computing，由材料科技在线团队翻译整理。