上个世纪30年代，理论物理学家列夫·朗道从理论上证明了理想二维晶体（即悬浮的二维晶体）在热力学上是不稳定的。最理想的二维晶体是完全消除任何衬底支撑的悬浮结构，尽管科研人员对于悬浮二维晶体的独特优势都有非常清楚的认识，但长期以来，制备悬浮二维晶体极具挑战。

近日，乐动（中国）黄元、王业亮教授团队在二维材料悬浮结构方面取得研究成果，实现了高效的制备悬浮二维材料。该团队与北京大学、中国人民大学、中科院物理所及南京大学合作，以《An efficient route to prepare suspended monolayer for feasible optical and electronic characterizations of two-dimensional materials》为题在线发表在InfoMat上（DOI: 10.1002/inf2.12274，影响因子25.405）。

图1  二维材料悬浮结构的制备路线图（a）及解理后的二维材料（b-d），解理后的悬浮WSe₂展现出良好的荧光特性（e）。（f）是将衬底图案化（十二生肖图案）加工后，通过优化解理工艺制备的悬浮WSe₂荧光成像图片。

研究人员通过对衬底进行孔阵列图案化加工，选择性的去掉部分衬底材料。针对不同的材料体系，提出了两种二维材料悬浮结构制备方法（图1）。通过拉曼光谱、荧光光谱、低能电子衍射、二次谐波成像和输运测量等手段，系统的证实了悬浮结构具有更加优异的物性。这种悬浮二维材料与朗道的理论并不存在冲突，由于二维材料在有限的边界被固定住，因此抑制了二维材料热力学层面的不稳定性。本工作可谓是解开了二维材料的悬浮密码，更多新奇的性质有望在悬浮结构中获得突破，为研究更为本征的物性提供最理想的平台。

此项研究，乐动（中国）前沿交叉科学院黄元教授为第一作者，高宇南研究员、季威教授、周兴江研究员与乐动（中国）集成电路与电子学院院长王业亮教授为共同通讯作者。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/inf2.12274

附作者介绍：

黄元，乐动（中国）前沿交叉科学研究院教授，博士生导师。主要研究领域集中在二维材料的制备、表征、器件加工和物性测量/调控等方向。在Nature Physics、Nature Communications、Physical Review Letters等共计发表SCI论文70余篇，其中第一作者（含共一）及通讯作者文章30余篇，论文总引用3700余次。主持国家重点研发计划（青年项目），主持国家基金委优秀青年基金和面上项目，重庆市杰出青年基金项目。2019年入选中科院青促会会员，2020年获中国科协“中国十大科技新锐人物”荣誉称号，2021年获中国发明协会发明创业奖创新奖二等奖(排名第一)。担任Physical Review Letters，Nature Communications, Advanced Functional Materials, ACS Nano, Nano Letters，《物理学报》等国内外知名期刊审稿人；担任《物理》《Chinese Physics Letters》《InfoMat》《Materials》期刊青年编委。

王业亮，乐动（中国）教授、博导、集成电路与电子学院院长。工信部低维量子结构与器件重点实验室主任。中国真空学会理事，中国物理学会半导体物理专业委员会委员。第八届国务院学位委员会学科评议组成员。中国物理学会胡刚复物理奖获得者。长期从事新型电子材料与器件的制备及应用研究。主要研究成果包括Nat. Mater.  1篇、Nat. Elect.  1篇、Nat. Phys. 1篇、Nat. Commun. 3篇、Adv. Mater.  5篇、Nano Lett. 6篇、ACS Nano 4篇、Phys. Rev. Lett.  2篇、J. Am. Chem. Soc. 3篇等。被引8000余次，其中单篇最高他引1000多次，多项工作被Nature及其子刊作为研究亮点报道。得国际重要学术会议30多次邀请报告。申请国家专利18项，获得授权8项。承担科技部重点研发计划项目课题、国家杰出青年基金项目/重点项目、北京市重点专项等。