用于实现二维范德瓦耳斯材料（2D van der Waals Materials）商业化的分析技术已在韩国国内开发完成。这类材料因被视为可替代硅的下一代半导体技术核心材料而备受关注。
韩国研究财团于2日表示，Ajou大学教授 Lee Jaehyun 研究团队与成均馆大学教授 Hwang Dongmok、全南大学教授 Kim Taehun 合作，开发出了能够精确分析合成多晶二维范德瓦耳斯材料微观结构的“2D晶体扫描技术”。
二维范德瓦耳斯材料是由单原子层厚度构成的平面超薄材料，在具有纳米级线宽和厚度的超高集成半导体中，仍能保持物理、化学性质及稳定性，因此被视为替代硅的有力候选材料。石墨烯也是其中一种二维材料。
不过，要将新材料真正应用于实际产品，必须事先开发出能够精确分析其整体特性的微观结构分析技术。
然而，迄今为止，二维范德瓦耳斯材料的厚度仅为原子层级，难以直接采用常规微观结构分析方法（如X射线晶体学和电子显微镜等）。为推动已合成二维范德瓦耳斯材料的商业化，迫切需要能够精确分析其微观结构的技术。
研究团队此次开发的技术克服了上述局限，被认为使二维范德瓦耳斯材料的商业化更近一步，具有重要意义。
首先，研究团队在开发技术的过程中，关注到当不同的二维范德瓦耳斯材料以不同角度叠加堆栈时出现的莫尔条纹（Moire Pattern）及其引发的光学特性变化。莫尔条纹是指将两个规则重复的图案叠加时产生的新间距条纹。
研究团队利用在莫尔条纹和光学特性中确认到的微观结构取向信息，将单晶单层石墨烯作为光学滤光片，再将其上合成的未知多晶石墨烯通过范德瓦耳斯力（指在电中性分子间、近距离下相互吸引的作用力）进行堆栈，然后利用拉曼光谱法分析其中的变化。
结果表明，未知多晶石墨烯内部存在的多种微观结构信息，以不同角度与作为光学滤光片的单晶单层石墨烯堆栈。借此，研究团队能够快速且精确地扫描并成像这些错位微观结构的光学信息。
此外，分析完成后的样品通过“原子剥离”技术，如同撕下“便签纸”一般，在不造成物理破坏的情况下被干净分离。原子剥离技术是研究团队自主开发的技术，可在由弱范德瓦耳斯力层层堆叠而成的二维范德瓦耳斯晶体结构中，在原子层厚度水平上精确控制裂纹的深度和方向。
研究团队表示，此次成果可实现对大面积合成的二维材料微观结构的快速、精确分析，有望在对可靠性要求极高的材料领域得到积极应用。
Lee Jaehyun 教授称：“本次研究成果克服了既有二维范德瓦耳斯材料分析与研究方法的局限，提出了一种既非破坏性又快速、精确的分析技术，未来也将为二维范德瓦耳斯材料的量产作出贡献。当前研究团队正通过后续研究，重点探索将本次研究成果发展为可应用于量产工艺的‘实时高速分析技术’的方案。”
另一方面，研究团队此次研究是作为科学技术信息通信部和韩国研究财团推进的理工领域中坚研究者支持项目的一环开展的。该研究成果已于上月4日在线发表于材料领域国际学术期刊《Advanced Materials》。
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