先进二维材料中心
新加坡国立大学的一个研究中心，专注于石墨烯和其他二维材料、器件及技术。
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概览
先进二维材料中心（CA2DM）是新加坡国立大学的一个研究中心，致力于石墨烯和其他二维（2D）材料的科学与工程。它起源于2010年，当时由新加坡国立大学在安东尼奥·H·卡斯特罗·内托教授的领导下成立石墨烯研究中心。该中心是在石墨烯研究国际快速扩张期间创建的，此前石墨烯被分离和研究，并因其独特的电学、机械、光学和热学性质而受到认可。 CA2DM是在诺贝尔物理学奖得主安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫的科学建议下成立的，他们因在石墨烯方面的工作而获得2010年诺贝尔物理学奖。其最初的研究计划以石墨烯研究为中心，但在2010年代其范围扩大到包括过渡金属二硫化物和其他原子级薄晶体。从石墨烯研究中心更名为先进二维材料中心反映了这一更广泛的科学任务。 该中心的工作涵盖基础材料科学、计算理论、制造、表征和器件开发。为CA2DM描述的研究课题包括原子级薄晶体的晶圆级生长；拉曼、原子力、透射电子、扫描隧道、光学、磁输运和角分辨光电子能谱表征；多层和三维架构；复合材料；自旋电子学和谷电子学；柔性电子学；纳米级图案化；能量转换和存储；光子组件；生物传感；催化和生物界面。其研究模式将材料发现与工程平台以及电子学、光伏、燃料电池、水分解、生物医学技术和光学系统中的可能应用联系起来。 该中心还保持了基础设施和合作伙伴关系的导向。2012年，其石墨烯研究中心宣布了一个微纳加工设施，旨在支持石墨烯相关产品的生产和加工。后来，CA2DM成为NRF中型中心，并获得了一笔支持先进二维材料研究的重大拨款。它还参与了国家研究基金会与加州大学伯克利分校和南洋理工大学关于基于二维晶体的光伏系统的CREATE计划。 CA2DM是一个学术研究机构，而不是面向消费者的产品品牌。其主要产出是科学发现、研究出版物、知识产权、实验平台、器件概念、材料加工方法和合作。2019年，康斯坦丁·诺沃肖洛夫加入新加坡国立大学，担任材料科学与工程杰出教授，加强了该大学与国际知名石墨烯研究的联系。该中心的持续作用是研究如何合成、理解、集成原子级薄材料并将其转化为新技术。
沿革
CA2DM始于2010年，当时是新加坡国立大学的石墨烯研究中心。其创建反映了科学界和工业界对石墨烯日益增长的兴趣，石墨烯是一种原子级薄的碳材料，具有独特的电子、机械、光学和热学特性。新加坡国立大学在安东尼奥·H·卡斯特罗·内托的领导下成立了该中心，提供了包括4000万新元机构资金、约1000平方米实验室空间和约800平方米洁净室设施在内的启动资源。该中心得到了安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫的科学建议，他们的石墨烯研究获得了2010年诺贝尔物理学奖。 最初的研究计划侧重于石墨烯的合成、表征、理论和应用。2012年6月，石墨烯研究中心宣布了一个1500万新元的微纳加工设施，旨在实现石墨烯产品的制造和加工。这一基础设施支持了从材料发现转向受控制造和器件集成的研究方法。 到2014年，该中心的活动已扩展到包括其他二维材料，特别是过渡金属二硫化物。新加坡国立大学将其更名为先进二维材料中心，以反映这一更广泛的职责。大约在同一时期，CA2DM成为NRF中型中心，并获得了5000万新元的拨款。这些机构发展标志着从特定于石墨烯的研究单位转变为研究原子级薄晶体及其技术应用的更广泛平台。 CA2DM的研究组合包括四个密切相关的领域。其石墨烯项目涵盖晶圆级晶体生长、先进表征、多层架构、复合材料、自旋电子学、谷电子学、石墨烯-铁电存储器和石墨烯自旋扭矩晶体管。二维材料项目研究原子级薄晶体的生长和性质以及复杂架构的构建。二维器件项目涉及柔性电子学、应变工程、薄膜转移、纳米级图案化、光伏和OLED电极、气体阻隔、能量转换和存储、光学组件、生物传感器和细胞生长平台。其理论组使用计算来模拟新材料和架构，并研究自旋和谷自由度。 该中心还参与了更广泛的合作项目。一个例子是涉及新加坡国立大学、加州大学伯克利分校和南洋理工大学的5000万新元国家研究基金会CREATE拨款，用于研究基于二维晶体的光伏系统。这些合作说明了CA2DM在将新加坡研究与国际大学和应用导向的技术项目联系起来方面的作用。 2019年，康斯坦丁·诺沃肖洛夫加入新加坡国立大学，担任材料科学与工程杰出教授。他的任命加强了新加坡国立大学在石墨烯和二维材料研究方面的国际形象。CA2DM的产出主要是学术和技术性的，而不是消费产品：它们包括材料、制造技术、模型、表征方法、原型器件、出版物、专利和研究伙伴关系。该中心的长期目标是为基于二维晶体的电子学、光子学、能源、催化和生物医学应用奠定科学和工程基础。
- 2019
康斯坦丁·诺沃肖洛夫加入新加坡国立大学
[1]这位诺贝尔奖得主加入新加坡国立大学，担任材料科学与工程杰出教授。
- 2014
更名为先进二维材料中心
[1]前石墨烯研究中心将其科学范围扩大到包括其他二维材料，并采用了现在的名称。
- 2014
被指定为NRF中型中心
[1]CA2DM成为国家研究基金会中型中心，并为其研究计划获得了5000万新元的拨款。
- 2012
宣布微纳加工设施
[1]该中心宣布了一个专门设施，以支持石墨烯制造和石墨烯相关产品的开发。
- 2010
石墨烯研究中心成立
[1]新加坡国立大学在安东尼奥·H·卡斯特罗·内托的领导下创建了石墨烯研究中心，拥有专门的实验室、洁净室基础设施和机构启动资金。
- 2010
获得石墨烯诺贝尔奖得主的科学建议
[1]安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在该中心成立期间提供了科学建议；同年他们因石墨烯相关工作获得了诺贝尔物理学奖。
产品与定位
一个跨学科的大学研究中心，位于基础二维材料科学、纳米制造、器件工程、计算建模和技术转化交汇处。
二维材料 · 2010
石墨烯材料
基于石墨烯的研究材料，包括原子级薄且可能达到晶圆级的晶体。CA2DM的工作涵盖合成、结构和电子表征、多层架构、复合材料以及集成到实验性电子、光子、能源和生物医学平台中。
二维材料 · 2014
二维过渡金属二硫化物
原子级薄的过渡金属二硫化物和相关二维晶体在其研究范围扩展到石墨烯之外后成为该中心计划的一部分。工作包括晶体生长、表征、计算建模以及对其电子、光学、自旋和谷特性的探索。
研究器件和原型
二维材料器件平台
使用原子级薄材料的实验平台，用于柔性电子学、光伏和OLED电极、气体阻隔、能量存储、水分解、燃料电池、光纤激光器组件、生物传感、干细胞生长、催化和电化学系统。这些是研究产出和原型，而不是有记录的大众市场产品。
科学建模
计算二维材料模型
涵盖新型原子级薄材料、复杂层状架构、自旋电子学和谷电子学的理论和计算研究。这些模型支持对材料行为的预测和解释，并有助于指导实验研究和器件概念。
品牌决策
2014
从石墨烯扩展到先进二维材料战略背景
石墨烯研究中心已将其研究扩展到石墨烯以外的材料，包括二维过渡金属二硫化物。
采取的行动
新加坡国立大学将该组织更名为先进二维材料中心，并拓宽了其机构研究身份。
后续影响
该中心的既定范围扩展到涵盖更广泛的原子级薄材料、器件架构和应用。
National Research Foundation grant. S$50 million (2014)
2014
参与国际二维光伏合作战略背景
国家研究基金会支持使用二维晶体的光伏系统的合作研究。
采取的行动
CA2DM参与了与加州大学伯克利分校和南洋理工大学的5000万新元CREATE计划。
后续影响
该计划将CA2DM的材料研究与国际合作和光伏应用联系起来。
CREATE grant. S$50 million
2012
开发专用石墨烯制造基础设施其他背景
研究转化需要能够生产和加工基于石墨烯的结构和器件的设施。
采取的行动
该中心宣布了一个1500万新元的微纳加工设施。
后续影响
该设施旨在加强实验制造和产品开发能力。
Facility investment. S$15 million (2012)
来源2 个来源
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