二维材料，是指电子仅可在两个维度的纳米尺度（1-100nm）上自由运动（平面运动）的材料，代表性产品有石墨烯、氮化硼、过渡金属硫族化合物（二硫化钼、二硫化钨）等。二维材料层与层之间依靠范德瓦尔斯力来连结，将单层的不同二维材料进行堆叠、通过范德瓦尔斯力来结合可以形成二维材料异质结，通过调控二维材料异质结可以调整二维材料的电子特性。
石墨烯是最典型的二维材料，是一种零能隙材料，一直处于导通状态，为改变这一特性，将单层石墨烯与单层氮化硼进行堆叠，并通过范德瓦尔斯力进行结合，可得到新型二维材料，石墨烯的能隙被打开。由于石墨烯与氮化硼晶格相堆叠，会产生异质结，即石墨烯/氮化硼异质结，通过改变异质结可以调整石墨烯能带结构，使其性能得到改变，可进一步拓宽其应用范围。
在我国，清华大学物理系团队利用角分辨光电子谱，首次直接探测到经典范德瓦尔斯异质结——石墨烯/氮化硼的能带调制，发现了由于超晶格周期势调制导致的次级狄拉克锥和由空间反演对称性破缺导致的能隙。国家纳米科学中心团队成功搭建了超薄碲化镓/二硫化钼（GaTe/MoS2）范德华p-n异质结，并对其整流特性、光伏特性以及光探测能力进行了系统研究。美国普渡大学与上海科技大学合作团队首次制备了二维卤化物钙钛矿外延异质结。
二维材料异质结可以通过人工定点转移法、CVD合成法、CVD外延生长法、激光诱导掺杂法、激光辐照法等工艺来制备。这几种方法都存在一些缺陷，例如污染大、工艺复杂、可选原材料范围窄等，因此新型制备工艺还在不断研发。南开大学物理科学学院团队利用激光直写微纳加工技术成功实现了多功能的范德瓦尔斯异质结器件，具有原位、环境友好、灵活且无掩膜、材料通用等优势，或将推动二维材料异质结行业发展。
新思界
行业分析人士表示，现阶段已研究出的二维材料异质结，通常在同一异质结构上可实现的功能单一，缺乏通用性。二维材料异质结具有广阔市场前景，我国“十四五”国家重点研发计划“物态调控”重点专项中，二维材料人工异质结的物态调控被列入。这将推动我国二维材料异质结调控技术不断进步，为未来商业化发展奠定基础。
