配景
最近几年来，石墨烯、六方氮化硼、黑磷、过渡族金属化合物（二硫化钼、二硫化钨、二硒化钨）等二维资料，曾经成为热点前沿科技范畴之一。简略说，二维资料普通由一层或几层原子构成。它不只非常轻浮，并且具有优良的电气、机械、热学、光学等特征。
六方氮化硼构造表示图
（图片起源：维基百科）
石墨烯构造表示图
（图片起源：Tatiana Shepeleva/Shutterstock）
所以，二维资料的运用范畴非常辽阔，例如：自旋电子、印刷电子、柔性电子、微电子、存储器、处置器、超透镜、太赫兹、超等电容、太阳能电池、防伪标签、量子点、传感器、半导体系体例造、NFC、医疗等等。
二维资料的每一个片层都含有一个共价联合，且不存在吊挂键的晶格，每一个片层都能经由过程范德华力与相邻片层构成弱互相感化。是以，分歧的二维资料可以好像积木般堆叠在一路，停止优势互补，完成奇特的新功效。把分歧的二维资料经由过程弱范德华感化力（存在于中性份子或原子之间的弱互相感化）堆叠在一路，就构成了所谓的“范德华异质结”（van der Waals heterostructures）。
时下，范德华异质结是纳米技巧方面惹起迷信家们浓重兴致的新兴范畴之一。将具有分歧特征（例如电学和光学等）的二维资料堆叠在一路后，迷信家们能对组合而成的“新”资料特征完成人工调控。另外，因为层间弱的范德华感化力，相邻的层间不再受晶格必需相婚配的限制。关于分歧金属、半导体和绝缘体层状异质构造的新特征的研讨，增进了对光探测器、光伏器件、LED等电子器件设计的改革，让这些器件具有很多史无前例的奇特功效。
范德华异质结的开辟，一向遭到庞杂且耗时的手工制作工艺的限制。也就是说，二维晶体平日都从年夜块资料上剥落而来，然后由研讨人员停止手工的识别、收集，然后再堆叠到一路构成范德华异质结。很明显，这类人工处置办法没法顺应含有范德华异质结的电子器件的工业临盆需求。
立异
近日，日本东京年夜先生产技巧研讨所的科研团队处理了这一成绩。他们开辟出一种主动化机械人，年夜幅晋升了二维晶体的收集和组装成范德华异质结的速度。研讨结果揭橥于《天然通讯（Nature Communications）》杂志。
（图片起源：SATORU MASUBUCHI / 东京年夜先生产技巧研讨所）
技巧
机械人由主动化的高速光学显微镜构成，这类显微镜可以用于检测晶体。然后，晶体的地位和参数会被记载在电脑数据库中。采取数据库中的信息及定制化的软件，便可以设计出异质结。然后，再经由过程盘算机算法指点的主动化装备一层一层地组装异质结。
论文第一作者 Satoru Masubuchi 表现：“机械人能在手套箱中发明、收集并组装二维晶体。它一小时可以检测400个石墨烯薄片，这比人工操作所到达的速度快许多。”
当机械人将石墨烯薄片组装成范德华异质结的时刻，它每小时可以堆叠四层，每层只须要几分钟的人工输出。机械人用于临盆由29个瓜代的石墨烯层与六方氮化硼层（别的一种通俗二维资料）构成的范德华异质结。
下图是由石墨烯与六方氮化硼瓜代构成的范德华异质结
（图片起源：SATORU MASUBUCHI / 东京年夜先生产技巧研讨所）
人工操作的范德华异质结的层数记载是13，而机械人极年夜晋升了我们取得庞杂的范德华异质结的才能。
价值
论文合著者之一 Tomoki Machida 表现：“我们的机械人可以收集和组装一系列的资料。这个体系无望充足摸索范德华异质结。”
开辟这类机械人，极年夜增进了范德华异质结的临盆和它们在电子器件中的应用，也让我们离完成具有原子级天然资料的器件又更近了一步。
症结字
二维资料、石墨烯、机械人、算法
