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(综述)湖北大学/武汉大学Chem. Soc. Rev.: 二维过渡金属硫族化合物的结构调制

时间:2023-07-07 来源: 浏览:

(综述)湖北大学/武汉大学Chem. Soc. Rev.: 二维过渡金属硫族化合物的结构调制

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2023年1月5日,Chem. Soc. Rev.在线发表了湖北大学张修华教授、陈苗苗副教授和武汉大学付磊教授课题组的综述论文,题目为《Structure modulation of two-dimensional transition metal chalcogenides: recent advances in methodology, mechanism and applications》。

随着二维(2D)材料的发展,过渡金属硫族化合物(TMDs)已成为基础科学和实际应用中最受欢迎的模型材料系列之一。由于对定制和多功能 需求 的日益增长,TMDs中已经引入了数十种调制结构。在此综述中,作者系统而全面地概述了TMDs的结构调制,包括点结构、线性结构和面外结构,遵循并更新了硅和相关体半导体的传统分类。特别 ,重点研究了调制TMD结构的结构特征,并分析了 其产生 的根本原因。 综述了 调制TMD结构在调制方法、 机理 、性能和应用等方面的最新进展。最后,展示了TMDs结构调制方面的挑战和前景,并预测了可以实现的突破以及如何实现突破的潜在方向。

挑战与前景

1. 调制结构针对的是H相TMDs,它可能源于高对称性结构、易于合成和优异的稳定性。1T、1T’、1T’’和其他相的结构调制将有望填补H相TMDs之外的空白,其中 应首先实现 高质量的制备

2. 迫切需要系统且合适的分类 。迄今为止,对一些调制TMD结构的细节、特征和起源知之甚少。

3. 可控调制方法在 调制结构中仍然受到限制 。大多数调制结构,特别是原子空位、原子掺杂和晶界,很难定位在具有特定结构的预定位置。

4. 不可避免地引入 本征缺陷 ,这很难与预期的结构调制区分开来,阻碍了调制结构的研究。

5. 潜在的方向:一是 提高计算能力,实现精确的理论模拟 。二是 通过原位表征来探索相关应用的机制

图1 按组分和结构分类的单层TMDs本征相示意图
图2 TMDs的调制点结构示意图
图3 H相TMDs中的调制点结构
图4 TMDs的调制线性结构示意图
图5 不同倾角MoS2和1T-PtS2的晶界

图6 1H-TMDs和1T’’-ReS2的孪晶界

图7  MoS2晶体中MoS2边缘、MoS2分形和螺旋位错的示意图

图8  不同横向异质结界面的示意图

图9  TMDs的调制面外结构示意图
图10  少层TMDs和垂直异质结的不同堆垛排列示意图
图11  通过前驱体控制直接调制TMD边缘、分形和堆垛排列
图12  通过控制前驱体供应实现TMD横向和垂直异质结界面的直接调制机制

图13  TMDs调制面外结构的能带结构
图14  TMD异质结的光学性质

图15  TMDs调制结构的磁性质

图16  基于TMD调制结构的催化剂


论文链接

Xiao, Y., Xiong, C., Chen, M. et al. Structure modulation of two-dimensional transition metal chalcogenides: recent advances in methodology, m echanism and applications . Chem. Soc. Rev. , 2023 , 52, 1215-1272. https://doi.org/10.1039/D1CS01016F

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