据北京大学官网报道，北京大学材料科学与工程学院张艳锋教授课题组基于基底台阶边缘诱导取向和晶格匹配诱导外延生长两种机制的协同作用，在具有高密勒指数、Au(111)单晶的近邻面上，实现了单一取向排列、单层MoS₂条带的控制生长，通过完美拼接实现了晶圆级单层MoS₂单晶薄膜的控制制备。张艳锋教授课题组在单一取向单层MoS₂条带的可控制备方面取得了新的进展。他们利用熔融-固化法将多晶Au箔转化成具有高密勒指数的Au(111)近邻面，以Au表面周期性排列的台阶作为生长模板，借助MoS₂与Au(111)完美的晶格匹配和较强的界面相互作用，实现了单一取向单层MoS₂条带的可控制备。此外，他们与清华-伯克利深圳研究院邹小龙教授（共同通讯作者）开展了理论计算方面的合作，探索了条带形MoS₂生长的内在机制。理论模拟结果显示，不同前驱体比例(S/Mo)下，特定终止边缘（Mo_zigag与S_zigzag）的演化是决定MoS2形貌的主要原因：随S/Mo比例降低，MoS₂晶畴由三角形（全部为Mo_zigag边缘）转变为条带形（两侧分别为Mo_zigag和S_zigzag边缘）。此外，他们还将获得的单层MoS₂条带阵列作为场效应晶体管的沟道材料和电化学析氢反应的催化剂，均获得了优异的器件性能。他们还发现：通过延长生长时间，这些单一取向排列的单层MoS₂条带可以逐渐展宽、融合，最终无缝拼接形成MoS₂单晶薄膜。低能电子衍射（LEED）、透射电镜（TEM）和扫描隧道显微镜（STM）等表征手段均证实了薄膜的单晶特性。相关工作以“Epitaxial growth of inch-scale single-crystal transition metal dichalcogenides through the patching of unidirectionally orientated ribbons”为题发表在Nature Communications杂志上。