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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 地 ,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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