近日，浙江大学伊利诺伊大学厄巴纳香槟校区联合学院（ZJUI）副教授胡欢团队在二维材料界面调控领域取得重要进展，相关研究成果 Threshold Force Study for the Scanning Probe-Based 2D Material Bubble Removal Method 发表于2026 IEEE International Conference on Manipulation, Manufacturing and Measurement on the Nanoscale (3M-NANO 2026)，并荣获大会最佳学生论文奖。论文第一作者为浙江大学2025级机械专业硕士研究生杜开泰，唯一通讯作者为胡欢，合作作者包括新加坡南洋理工大学副教授黄长进和南洋理工大学2025级机械工程专业硕士研究生雷子扬。

▲杜开泰（左图右一）与团队在会议现场

二维材料异质结构在电子、光电及量子信息器件等领域展现出广阔的应用前景，然而，在转移与组装过程中，界面气泡的形成会显著降低层间接触质量，进而影响材料本征性能。扫描探针技术虽可用于去除气泡，但其去除机制及所需载荷条件尚不明确，现有方法多依赖经验调参，难以实现去除条件的准确预测，从而制约了二维材料的精密加工。针对上述问题，研究团队提出了一种基于扫描探针的界面气泡去除阈值力研究方法。该方法通过纳米球探针施加可控法向载荷，系统调节加载力，并结合高分辨率形貌表征，系统探究不同载荷条件下界面气泡的迁移与去除行为。

▲扫描探针去除二维材料界面气泡的过程示意图

研究发现，二维材料界面气泡的去除呈现出明显的阈值力特征。当施加载荷低于临界值时，即便多次重复扫描，气泡仍无法被有效去除；而一旦外加载荷超过阈值，气泡便会快速迁移并最终消失。这表明，气泡能否被去除主要取决于外加载荷是否达到临界值，而非扫描次数的简单累积。该发现为理解扫描探针辅助的二维材料加工过程提供了新的力学视角。

▲典型界面气泡在不同施加载荷下的逐步去除过程

在此基础上，研究团队结合大量实验数据，系统分析了界面气泡几何参数与去除阈值力之间的关联。通过对气泡高度、半径等特征进行统计建模，建立了气泡结构特征与去除难度之间的定量关系。结果显示，气泡高度是影响去除阈值力的关键因素，可用于预测不同尺寸气泡实现稳定去除所需的加载条件。

该研究系统揭示了扫描探针辅助去除二维材料界面气泡的阈值力行为，建立了从界面结构参数到加工载荷需求的定量分析框架，推动二维材料缺陷调控由经验优化向力学预测转变，为高质量范德华异质结构制备及纳米尺度精密制造提供了新的理论依据与实验方法。

IEEE International Conference on Manipulation, Manufacturing and Measurement on the Nanoscale (3M-NANO) 是纳米操作、纳米制造与纳米测量领域的重要国际学术会议之一，旨在促进纳米尺度操控技术、先进制造方法以及相关交叉领域研究的发展，为全球科研人员提供前沿学术交流平台。