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二维材料铁电异质结构的研究进展汇报人：2024-01-26

CATALOGUE目录引言二维材料铁电异质结构基本概念与特性二维材料铁电异质结构制备技术二维材料铁电异质结构性能表征方法二维材料铁电异质结构在电子器件中应用总结与展望

引言01

研究背景与意义铁电材料是一种具有自发极化且极化方向可随外电场反转的功能材料，在存储器、传感器、场效应晶体管等领域具有广泛应用前景。二维材料，如石墨烯、二硫化钼等，具有优异的电学、光学和力学性能，为铁电材料的研究和应用提供了新的思路。二维材料铁电异质结构结合了二维材料和铁电材料的优点，具有更高的性能和应用潜力，对于推动铁电领域的发展具有重要意义。

国内外研究现状及发展趋势近年来，二维材料铁电异质结构的研究取得了显著进展。例如，利用二维材料的优异性能，成功制备了高性能的铁电场效应晶体管；通过调控二维材料和铁电材料的界面，实现了铁电性能的增强；发现了二维材料中的新奇铁电现象等。国内外研究现状随着二维材料和铁电材料研究的不断深入，二维材料铁电异质结构的研究将呈现以下趋势：一是探索更多种类的二维材料和铁电材料组合，以获得更丰富的性能和应用；二是深入研究二维材料铁电异质结构的界面效应和调控机制，以实现更高性能的铁电器件；三是拓展二维材料铁电异质结构在柔性电子、可穿戴设备等领域的应用。发展趋势

二维材料铁电异质结构基本概念与特性02

123由单层碳原子组成的二维晶体，具有高导电性、高热导率和优异的力学性能。石墨烯具有层状结构的二维材料，如二硫化钼（MoS2）、二硫化钨（WS2）等，具有优异的光电性能和催化活性。过渡金属硫化物（TMDs）由单层磷原子组成的二维材料，具有直接带隙和优异的载流子迁移率，可用于光电器件和传感器等领域。黑磷二维材料概述及分类

指材料在一定温度范围内具有自发极化，且极化方向可随外加电场反转的特性。铁电性居里温度铁电畴铁电材料由铁电相向顺电相转变的温度，是铁电性的重要参数。铁电材料中自发极化方向相同的区域，畴壁是不同铁电畴之间的界面。030201铁电材料基本概念与特性

机械剥离法：利用胶带或原子力显微镜针尖将二维材料从块体材料中剥离下来，再将其转移到目标基底上构建异质结构。化学气相沉积法（CVD）：通过化学反应在目标基底上直接生长二维材料，构建垂直异质结构。液相剥离法：将二维材料分散在合适的溶剂中，再通过旋涂、喷涂等方法将其转移到目标基底上构建异质结构。异质结构原理：利用不同二维材料之间的晶格匹配、能带对齐等原理，构建具有优异性能的异质结构。例如，利用石墨烯的高导电性和TMDs的光电性能构建光电探测器；利用黑磷的直接带隙和优异载流子迁移率构建高性能场效应晶体管等。异质结构构建方法及原理

二维材料铁电异质结构制备技术03

机械剥离法是一种通过物理力将层状晶体分离成二维材料的方法。该技术具有简单、快速、无需复杂设备等优点，适用于实验室规模的研究。通过选择合适的粘附力和剥离力，可以获得高质量、大面积的二维铁电材料。然而，机械剥离法制备的二维材料厚度难以控制，且产量较低，难以满足大规模应用需求械剥离法制备技术

化学气相沉积法是一种通过化学反应在基底上生长二维材料的方法。通过调节反应条件，如温度、压力、气体流量等，可以优化材料的结构和性能。该技术可以实现大面积、均匀、厚度可控的二维铁电材料制备。化学气相沉积法制备的二维材料具有较高的结晶质量和良好的电学性能，适用于高性能电子器件的应用。化学气相沉积法制备技术

分子束外延法是一种在超高真空环境下，通过分子束蒸发源将材料蒸发到基底上生长二维材料的方法。通过精确控制分子束的蒸发速率、基底温度等参数，可以实现二维材料的可控生长和精确调控。分子束外延法制备技术该技术可以实现原子级精度的材料生长，适用于制备高质量、复杂结构的二维铁电材料。分子束外延法制备的二维材料具有优异的物理性能和化学稳定性，为二维铁电异质结构的研究和应用提供了有力支持。

二维材料铁电异质结构性能表征方法04

原子力显微镜（AFM）是一种利用原子间相互作用力来探测物质表面形貌和性质的技术。在二维材料铁电异质结构的研究中，AFM可用于测量表面形貌、粗糙度、厚度等物理参数，以及探测铁电畴结构、极化方向等铁电性能。AFM还可以结合其他技术，如压电力显微镜（PFM）和静电力显微镜（EFM），进一步揭示二维材料铁电异质结构的电学性质和力学性质。原子力显微镜表征技术

通过比较不同条件下（如温度、压力、电场等）的拉曼光谱，可以揭示二维材料铁电异质结构的相变机制、铁电性能变化规律等。拉曼光谱是一种基于拉曼散射效应的光谱分析技术，可用于研究物质的振动、转动等分子运动信息。在二维材料铁电异质结构的研究中，拉曼光谱可用于识别不同组成材料的特征峰，分析材料的晶体结构、相变行为等。拉曼光谱