斯坦福团队创革命性自组装技术，实现复杂半导体大规模制备
将超薄材料薄膜逐层堆叠可创造具有全新特性的材料，但现有最成功的堆叠工艺繁琐不完美，难以规模化生产。斯坦福大学Hemamala Karunadasa教授团队现开发出一种更简便快捷的方法：在大晶体中自组装生长二维钙钛矿层与其他薄层材料交替堆叠的结构。
水溶液中的“分子哑铃”导向自组装
组装过程在小瓶中进行：各层化学成分随哑铃形分子在水中翻滚。哑铃两端各携带一种层的生长模板。随着结晶过程（类似制作冰糖葫芦），哑铃自动按正确顺序连接各层。
“我们不再逐层操控材料，而是将离子投入水中任其自组装，”Karunadasa解释，“可制备克级材料，且精确掌握晶体中原子位置。这种精度让我们洞悉层间界面真实结构，这对决定材料电子结构——电子行为——至关重要。”
突破钙钛矿不稳定性与制备瓶颈
卤化物钙钛矿（具有天然钙钛矿矿物同类八面体结构）自1900年代起即可在水中组装。其在太阳能电池高效吸收光能转化电能潜力巨大，但因在光伏工作环境（高温强光）中极不稳定而受限。与其他材料分层可结合特性改善性能，更令人期待的是层间界面可能涌现全新意想不到的特性——如堆叠两种不同绝缘体薄膜可形成电导体。
传统薄层制备极其缓慢费力：从块体材料逐层剥离单/双原子层（如从石墨剥离石墨烯），或在微小批次高温下制备。“剥离原子级薄层是专业工作，薄片像极软的纸牌，取出易皱折变形，难以知晓最终堆叠精确结构，”Karunadasa指出，“此前鲜有类似我们制备材料的先例。”
六种自组装材料验证新路径
团队制备了六种自组装材料，将钙钛矿与金属卤化物或金属硫化物交替堆叠，并在先进光源利用X射线表征。研究证实这些原子级薄层具有与已知性质三维块体材料相同结构，且两不同层需轻微畸变以共享界面。制备过程与制冰糖葫芦完全一致：将木棍浸入饱和糖液晶体自生长于棍上；本研究中起始材料不同且无需木棍——晶体在水中或玻璃瓶壁自发成核生长。
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