双金属源制备具有有序阳离子空位的非层状二维金属硫化物（英文）

作者：谭隽阳; 张宗腾; 曾圣锋; 李晟楠; 王经纬; 郑荣戌; 侯福臣; 魏印平; 孙宇杰; 张荣杰; 赵仕龙; 农慧雨; 陈文骏; 干林; 邹小龙; 赵悦^*; 林君浩^*; 刘碧录^*; 成会明^*

来源：Science Bulletin, 2022, 67(16): 1649-1658.

二维(2D)过渡金属硫族化合物(TMC)在纳米电子学和能源等领域中有广泛的应用前景.其中,非层状TMC由于表面不饱和悬挂键以及强大的层内和层间化学键使其2D生长极具挑战,限制了极限厚度下的物性探究.本文提出了一种普适的双金属源生长方法,利用金属及其氯化物的混合物作为金属前驱体,实现了非层状2D TMC的可控生长.以六方Fe1-xS为例,Fe1-xS纳米片的厚度薄至3 nm,横向尺寸超过100μm.与MoS2这类层状TMC(阴离子空位占主导)不同的是,本研究在Fe1-xS中发现了有序阳离子Fe空位.低温输运测试和理论计算结果表明,2D Fe1-xS是一种稳定的窄带隙半导体,其带隙宽度约为60 meV.除Fe1-xS外,该方法还可用于生长其他多种具有有序阳离子空位的非层状2D TMC,包括Fe1-xSe,Co1-xS,Cr1-xS和V1-xS.本工作为非层状材料在2D厚度极限下的生长和物性表征铺平了道路.

• 单位
  清华大学