尽管二维（2D）材料已经取得了重大进展，但由于缺乏对厚度的控制，这些材料在功能器件中的集成常常受到限制。因此，迫切需要一种方法从原子层精度层面来控制2D材料厚度。这些方法可以分为自下而上的过程（在合成过程中控制2D材料的厚度）和自上而下的方法。后一种策略的优点在于，当局部应用在选定区域上时，它可以更容易地产生具有设计层数的结，图案或超晶格（例如，单层-双层结）。迄今为止，仅报道了很少的自上而下的方法，它们主要跟物理过程有关，例如等离子体，聚焦离子束或激光蚀刻。无不例外，这些过程需要昂贵的设备，而且仅适用于有限的区域。此外，这些方法可能通过引入缺陷（例如空位，晶格内的杂原子或表面上的官能团）对2D材料造成破坏。因此，找到一种替代的，可扩展的策略显得非常重要，该策略需要满足能够应用于大多数2D材料而且不会引起结构损坏等要求。基于此，丹麦技术大学Luca Camilli课题组提出了一种简单的化学方法，该方法基于可扩展可控的氧化/蚀刻过程，以（亚）单层精度降低2D材料的厚度。同时，该策略不需要使用昂贵且专用的仪器。该薄化策略适用于几种基于锗的2D材料，即GeAs，GeS和GeS2。同时，基于前人研究表明，这种策略也可以扩展到其他2D材料。

文章要点：

1）基于简单的氧化/蚀刻过程：给定2D材料的顶层（或其部分），首先在空气中被氧化；然后再浸入适当的蚀刻剂中后，有选择地去除氧化区域。可控地逐层减小厚度主要体现在通过自限性的氧化到最外层。

 2）通过原子力显微镜，X射线光电子能谱，拉曼光谱和X射线衍射等实验，锗基2D材料（即GeAs，GeS和GeS₂）证明了这种方法的有效性。同时，使用第一性原理模拟提供有关氧化机理的解释。

3）除了以Ge为阳离子的材料以外，此方法同样也可以应用于BP（黑磷）。对于其他对氧敏感的层状材料，如果可以找到适当的蚀刻剂，则其阳离子物质会形成表面氧化物，也可以采用此方法。

4）该策略可在选择正确的氧化/蚀刻试剂后应用于其他类别的2D 材料，从而支持2D基于材料的设备应用，例如在电子或光电领域，需要精确控制层数（因此可以控制材料的物理特性）。此外，当与光刻技术结合使用时，该方法可用于在2D 材料中制作精确的图案。

Jianbo Sun, et al, A Scalable Method for Thickness and Lateral Engineering of 2D Materials ACS Nano, 2020

DOI:10.1021/acsnano.0c00836

https://doi.org/10.1021/acsnano.0c00836