西北工業(yè)大學獲悉,該校柔性電子研究院教授、博士生導師、中國科學院黃維院士團隊王學文教授課題組,提出通過重構(gòu)成核策略制備雙層扭角過渡金屬硫族化合物(TB-TMDCs)材料的新方法,實現(xiàn)了其層間扭轉(zhuǎn)角度從0°到120°的制備。相關(guān)成果發(fā)表在國際期刊《自然·通訊》上。
雙層扭角過渡金屬硫族化合物(TB-TMDCs)以其與摩爾超晶格相關(guān)的平帶結(jié)構(gòu)和獨特的電子特性而備受關(guān)注,被認為是繼雙層扭角石墨烯(TBG)之后研究凝聚態(tài)物理的又一理想平臺。為充分探索扭角結(jié)構(gòu)引起的新奇物性,促進扭轉(zhuǎn)電子學的進一步發(fā)展,迫切需要實現(xiàn)二維雙層扭角材料的可控制備。然而熱力學上,扭角構(gòu)型的TB-TMDCs既無法直接從體相晶體中獲得,也不能通過傳統(tǒng)方法制備,因此,亟須一種能夠?qū)崿F(xiàn)大面積、高質(zhì)量、全扭角范圍TB-TMDCs的制備方法
西北工業(yè)大學研究團隊在傳統(tǒng)CVD系統(tǒng)中引入限域空間和NaCl,改變了反應(yīng)體系中MoS2的生長條件,實現(xiàn)了具有熱力學不利的扭角構(gòu)型TB-MoS2的CVD生長。通過扭角依賴的Raman光譜和PL光譜證實了扭角與TB-MoS2的層間耦合強度之間具有強關(guān)聯(lián)作用。該研究團隊發(fā)現(xiàn)了決定TB-MoS2制備的關(guān)鍵因素,并通過調(diào)整氣體流量、鉬源和鹽的比例,實現(xiàn)了TB-MoS2的產(chǎn)率和密度的調(diào)控。
王學文教授介紹,結(jié)合實驗和模擬仿真結(jié)果,研究團隊提出了TB-MoS2重構(gòu)成核策略的生長機理,為其他新型TB-TMDCs材料的制備開辟了一條新途徑,也為TB-TMDCs材料體系的基礎(chǔ)研究和在扭轉(zhuǎn)電子學的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。