六角氮化硼结构图。

1.1.3 过渡金属硫化物

受石墨烯等单层材料奇异结构和性质的启发，二维过渡金属硫化物在最近几年也引起 了广泛的关注。根据硫族元素和过渡金属元素的不同组合，过渡金属硫化物总共有40多种 类型。过渡金属硫化物层状材料包含三个原子层，过渡金属层镶嵌在两个硫原子层中间。 每一个过渡金属硫化物层都是六方晶格结构。相应地，通过堆叠单层的过渡金属硫化物材 料构成体材料。层内是化学键相连接，层间是范德华力相连接。过渡金属硫化物层状材料 的性能依赖于过渡金属原子M和硫族元素X(X=S，Se和Te)。根据金属原子的配位情况和氧 化状态，过渡金属硫化物可以是金属、半金属或半导体。论文网

目前，二维金属硫化物的制备方法有机械剥离法，电化学锂离子插层剥离法， 超声 处理液相剥离法和化学气相沉积生长法。二维金属硫化物优异的电学、光学性质令人鼓舞， 已有诸多报道证实它们在微电子及光电子器件方面的潜在应用前景，有可能会广泛应用于 光电子学、自旋电子学、催化剂、润滑剂、化学和生物传感器、超级电容器、太阳能电池 和锂电池中。过渡金属硫化物层状材料可以衍生出不同形态的材料（纳米管、纳米条带、 纳米团簇和纳米颗粒），不同形态具有不同的性能，因而过渡金属硫化物层状材料具有广 泛的应用领域。其中，二硫化钼和二硒化钼纳米条带材料具有较高的电荷载流子迁移率和 较高的开/关比率。目前，基于二硫化钼和二硒化钼的半导体器件已经成功制备出来。较 薄的二硫化钼载体运输对于化学吸附物非常敏感，这种特性使二硫化钼可以应用在化学传 感器上。

二维层状过渡金属硫化物的稳定结构与导电性，T 代表四方结构，H 代表立角结构。[2]

1.1.4 磷烯

最近（2015 年 7 月），加拿大麦基尔大学(McGill University)与蒙特利尔大学(Universite de Montreal)的研究人员们宣称，2D 单层的黑磷——磷烯(phosphorene)。与石墨烯和相比， 磷烯具有直接带隙，且其带隙值可通过改变堆叠的黑磷层数或应变、外场等来调节。此外， 它还具有良好的电子迁移率（~1000cm2/Vs），非常高的漏电流调制率（是石墨烯的 104-105 倍）。因此在晶体管、传感器、太阳能电池、开关、电池电极等方面具有十分广泛的的应 用潜力。[6]

磷烯的多层堆叠结构。

1.1.5 其它单层材料

除了上述提到的几种常见的二维单层材料外，人们还对其它可能存在类似二维结构的 材料进行了广泛探索。比如，以石墨烯为出发点，人们对硅、锗的二维单层结构（分别称 为硅烯（silicene）、锗烯（germanene））进行了研究，发现它们具有和石墨烯相似的电 子特性，但相应的单层结构却不再是平面状，而出现了起伏；另一方面，通过对石墨烯进 行化学处理，制备出了氧化石墨烯、氢化石墨烯和氟化石墨烯，尽管它们都是半导体，但 载流子浓度却小了很多，不适用于电子器件的应用。此外，基于理论或实验手段，人们还 对层状氧化锌（ZnO）、单层砷(arsenene)、单层锑(antimonene)等层状材料做了研究和探 索。[2]

1.2 二维单层材料异质结

层间耦合和单层层内混合是构成二维单层材料异质结构的两大类主要形式。相对于层 内混合，层间耦合具有更强的可操作性，并且不破坏材料单原子层厚的特性，因而具有更 大的实用价值和研究意义。