晶圆级单晶二维材料的可控生长是未来电子和光子应用的基础。逐层集成使得能够制造具有多种功能的2D异质结构，例如掺杂2D材料，这增强了导电性并调整了功函数以改善电接触。单晶2D掺杂剂的合成能够与其他2D材料集成，这可以避免通常与杂原子掺杂或非晶掺杂剂相关的晶格缺陷。然而，单晶2D掺杂剂的合成仍未得到探索。北京大学林立、曼彻斯特大学Wang Wendong报道了一种合成厘米级V₂O₅块体单晶和英寸级V₂O₅单晶薄膜的有效方法，该方法可以有效地掺杂石墨烯和过渡金属二硫化物（TMD）。

本文要点：

1) 通过将石墨烯与单晶V₂O₅连接，可以对石墨烯进行空穴掺杂，实现≈10¹³ cm⁻²的载流子密度和≈4400 cm² V⁻¹ s⁻¹的载流子迁移率。石墨烯载流子迁移率的保持是通过V₂O₅的无缺陷界面和大能量表面光学声子模式实现的。

2) 结合可靠的晶圆级合成和用于制造2D材料/V₂O₅异质结构的逐层堆叠技术，该工作为均匀、稳定和高效的掺杂提供了一种可扩展的方法，有助于将2D异质结构集成到高速逻辑电路和光通信光子学中。

参考文献：

Yaqi Zhu et.al Wafer-Scale Synthesis of V₂O₅ Single Crystals for Ultrahigh Doping of 2D Materials Adv. Mater. 2025

DOI: 10.1002/adma.202515674

https://doi.org/10.1002/adma.202515674