2018年6月26日上午10点， “天地现代工学讲坛海外版”学术活动在唐仲英楼B501举行。本期我们有幸邀请到美国哥伦比亚大学机械工程学院的James Hone教授为我们带来了题为“Materials and Methods for Van der Waals Heterostructures”的学术报告。学院师生对此报告极有兴趣，全场座无虚席，气氛十分热烈。报告由我们郝玉峰教授主持，我们代表海外版讲坛组委会向James Hone教授赠送了纪念品。
报告开始，Hone教授为我们介绍了二维材料家族的多种物理性质，其中包含了狄拉克金属、绝缘体、半导体、磁性材料、超导体以及拓扑绝缘体等。作为一种新型材料，二维材料独特的性质使其在诸多领域具备了丰富的应用前景，尤其是在新型纳米光电子器件的制备方面。在这些应用能够实施之前，首先就要对材料的自身的物性具备尽可能详尽的了解。但是，在测试过程中，二维材料自身与外界的接触（例如charged impurities, adsorbates, edges, substrate phonons等）对此造成了严重的阻碍。Hone教授重点讲述了他的研究团队在该领域取得的一些重大进展。首先，他们寻找到了同为二维材料的六方氮化硼（hBN）,将其作为衬底，此时石墨烯的测试迁移率高达~50000cm2/VS。同时，量子霍尔效应也出现了很多新的特征现象。随后，通过极为精妙的转移技术，制备出在石墨烯与BN之间界面极其干净的三明治封装结构。这种范德瓦尔斯阵列结构结果显示，石墨烯材料显示出远超其它材料的迁移率。
对于这种界面极其洁净的石墨烯材料，Hone教授课题组进行了物理学以及应用领域的深入拓展研究。首先，Hone教授介绍了二维材料在量子分形领域（Hofstadter Butterfly）的研究进展，随后，又介绍了双层超晶格结构石墨烯的激子凝聚领域的研究。在这个结构上，他们还制备出具备超快可见光的发光器件。针对范德瓦尔斯异质结器件领域，Hone教授还报告了他们的一些控制方面进展。比如，如何使石墨烯的品质进一步提升，高压下的tuning interactions ,hBN与石墨烯贴合角度的旋转控制，与空气敏感二维材料的结合等。除石墨烯材料以外，Hone教授还报告了其它二维材料在hBN封装后的一些物性以及应用研究。并且，介绍了利用CVT(chemical vapor transport)以及flux crystal growth的生长过渡金属硫化物（TMDs）的生长研究。并对通过这些方法生长的TMDs材料特性研究进展进行了详尽的讲述。
提问环节，在座师生就二维材料器件的制备以及某些物性研究进行了深入的交流与探讨，最后，随着主持人的结语，全场师生以热烈的掌声感谢Hone教授的精彩报告。
附：James Hone教授简介
James Hone教授是哥伦比亚大学机械工程系教授。1993年获得耶鲁大学物理学学士学位，1998年获得加州大学伯克利分校的实验凝聚态物理博士学位，并随后作为Millikan Fellow在宾夕法尼亚大学和加州理工学院从事博士后研究。2003年加入哥伦比亚大学。Hone教授是二维材料领域的先驱研究者，他的研究大量发表在的顶级期刊上，其中包括19篇Science，4篇Nature，1篇Cell，13篇Nature Nanotechnology，6篇Nature Materials，5篇Nature Photonics，7篇Nature Physics,以及20篇Physics Review Letters等。这些文章已被引用超过60000次，他的H因子为93。
（文：郝玉峰课题组 图：钟芳）
