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成果展示
通常认为，MoS 2 的锂（Li）嵌入会引入从H相（半导体）到T相（金属）的相变。然而，在插层过程中，完全插层的T相MoS 2 和未插层的H相MoS 2 之间形成空间尖锐的边界。中间状态，即没有相变的轻微插入的H相MoS 2 ，由于尺寸窄，很难通过基于光学显微镜的光谱学进行研究。
基于此， 美国斯坦福大学崔屹教授和Harold Y. Hwang（共同通讯作者）等人 报道了整个扭曲双层MoS 2 薄片的中间状态的稳定性。扭曲的双层系统允许Li从顶面嵌入，并通过减少的层间相互作用实现快速的锂离子扩散。中间态的 E 2g 拉曼模式（Raman mode）显示出峰分裂行为。模拟结果表明，中间状态是通过Li诱导的H相MoS 2 的对称破坏来稳定的。该结果提供了对电池充电和放电过程中非均匀插层的深入了解，并为调制扭曲的二维（2D）系统的性质提供了新的机会，在Moiré结构中掺杂了客体物种。
背景介绍
二硫化钼（MoS 2 ）作为最著名的层状过渡金属二卤族化物（transition metal dichalcogenides, TMDs）之一，具有稳定的半导体H相和亚稳定的金属T相，引起了广泛的研究兴趣。目前，已经开发出电化学和化学方法用于MoS 2 的锂（Li）嵌入，其中电化学方法广泛用于提供对MoS 2 的Li嵌入的动态和可逆控制。化学插层提供了一种简单的方法，通过将MoS 2 浸泡在高度可还原的锂溶液中，锂原子可以自发地移动到MoS 2 的范德华间隙中。
近年来，研究人员利用最先进的表征技术（特别是光谱方法）进行了许多研究，以研究MoS 2 的Li嵌入。利用差分光学显微镜原位观察势控制下MoS 2 中Li的动态插层过程，发现Li从边缘开始插层，并观察到明显的锂化区和剔光区相分离。相似的电化学夹层，化学夹层也显示了不同的相分离与一个非常狭窄的边界地区（约几百纳米）。中间状态，在相变之前在H相MoS 2 中嵌入Li，只有几百纳米宽，由于尺寸窄，基于光学显微镜的技术几乎没有对其进行研究
图文速递
小 结
总之，作者通过拉曼光谱（Raman spectroscopy）观察到扭曲双层MoS 2 在Li嵌入过程中的中间状态。双层结构允许Li从顶面嵌入，而Moiré图案有利于Li在MoS 2 中的扩散。其中，剪切模式的分裂是由Li诱导的MoS 2 对称性破坏引起的。该发现对于理解电池材料在快速充电和放电过程中的非均匀插层具有重要意义，并为扭转电子学提供了一种潜在的空间分布掺杂技术。
文献信息
Observation of an intermediate state during lithium intercalation of twisted bilayer MoS 2 . Nat. Commun. , 2022 , DOI: 10.1038/s41467-022-30516-z.
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