将不同二维材料像原子级薄片一样层层堆叠，可构筑具有全新功能的范德华异质结构，为下一代电子与光电器件、三维集成等开辟重要路径。然而，在看似简单的“贴合”过程中，水、氧、空气等分子极易被困于层间，形成气泡、褶皱和缺陷，严重影响界面质量与器件性能。如何实现大面积、高洁净度的二维材料堆叠，成为该领域亟待突破的关键难题。
近日，红外科学与技术全国重点实验室王旭东团队联合复旦大学、湖南大学等单位，提出了一种弹性斜面印章辅助热层压（EBTL）技术。该技术利用弹性斜面印章与超平整范德华粘附层构成层压工具，通过斜面结构形成逐步推进的接触前沿——原理类似于手机贴膜时用刮板排出气泡和灰尘。同时，150°C原位加热有助于促进材料表面水、氧等吸附分子脱附，从而实现自清洁式的范德华层压，有效解决了传统方法中界面污染物残留的顽疾。
实验结果表明，EBTL技术显著提升了二维材料堆叠结构的界面质量。与传统层压方式相比，采用该方法制备的MoS2同质结表面更为平整，层间气泡和褶皱大幅减少，平均洁净界面良率超过95%。该技术不仅适用于石墨烯、六方氮化硼、WSe2等多种二维材料，还可构筑扭转结构和多层超晶格，为复杂二维异质结构的制备提供了可靠手段。基于洁净界面，EBTL制备的MoS2/hBN晶体管展现出更小的电学迟滞，MoS2/WSe2 p–n结二极管则表现出更快的光响应速度。研究团队进一步将二维沟道、源漏电极、介质层、栅电极和封装层等功能构件逐层层压，成功构筑了包含2400个器件的全范德华层压晶体管阵列，展现出优异的均一性和可扩展性。
该自清洁层压策略不仅为新型半导体材料的洁净堆叠和高性能器件制造开辟了新的技术路径，还有望支撑大面积半导体异质结构、复杂光电功能器件及低温三维集成等应用的未来发展。
相关成果以“Self-cleaning van der Waals lamination for two-dimensional electronics”为题，发表在《科学通报》（Science Bulletin）上。中国科学院上海技术物理研究所为论文第一单位，博士后柳畅为第一作者，上海技物所王旭东青年研究员等为共同通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目等的大力支持。
论文链接: https://doi.org/10.1016/j.scib.2026.06.033
图1. 弹性斜面印章辅助热层压（EBTL）技术示意图及其应用展示。该技术利用弹性斜面印章和超平整范德华粘附层，在加热条件下形成逐步推进的接触效果，主动排出层间污染物，实现二维材料、超晶格结构和光电器件阵列的洁净构筑。
供稿：王旭东
编辑：虞慧娴
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