二維材料非常薄。通常只有一個(gè)原子厚的 2D 材料表現(xiàn)出先進(jìn)技術(shù)非常理想的特性，例如柔韌性、超導(dǎo)性等。這些材料是由氣體或蒸汽中的單個(gè)成分小心地轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶固體制成的，它們充滿這些特性的機(jī)制仍然籠罩在神秘之中。
現(xiàn)在，通過一種新的監(jiān)測和分析方法，由東北大學(xué)的 Toshiaki Kato 領(lǐng)導(dǎo)的研究人員揭示了 2D 單層過渡金屬二硫?qū)倩?(TMD) 發(fā)展的關(guān)鍵機(jī)制。他們于 11 月 15 日在《科學(xué)報(bào)告》上發(fā)表了他們的方法和發(fā)現(xiàn)。
“TMD 是最著名的層狀材料之一，”論文作者、東北大學(xué)電子工程系副教授 Toshiaki Kato 說，并指出通過添加鹽可以實(shí)現(xiàn)大的單層材料。“提高 TMD 的質(zhì)量對(duì)于實(shí)現(xiàn)未來靈活和透明的電子設(shè)備，如傳感器、太陽能電池和光發(fā)射器是必要的。”
TMD 是通過蒸發(fā)金屬氧化物粉末并添加鹽來開發(fā)的。傳統(tǒng)方法保持高溫，迫使金屬氧化物-鹽蒸氣的分子直接重新排列成結(jié)晶固體。這種分子的重排稱為成核，它生長成單層 TMD。然而，降低金屬氧化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)通過允許汽化分子使其環(huán)境過飽和并在排列成固體之前產(chǎn)生液相來增強(qiáng)這種轉(zhuǎn)變。
“氣相中金屬氧化物的過飽和促進(jìn)了液相前體的產(chǎn)生，稱為前體水坑，這促進(jìn)了氣-液-固生長而不是傳統(tǒng)的氣-固生長，”加藤說，并指出蒸汽的生長速率-液-固TMD比氣-固TMD至少高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。“盡管取得了這一進(jìn)展，但尚未闡明鹽輔助生長的成核階段的關(guān)鍵動(dòng)力學(xué);實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)對(duì)于基礎(chǔ)應(yīng)用和工業(yè)應(yīng)用都至關(guān)重要。”
為了更好地了解氣-液-固 TMD 的成核，研究人員建立了一個(gè)成像監(jiān)測系統(tǒng)，用于監(jiān)測在 TMD 合成中氣相化學(xué)物質(zhì)如何作為固體沉積。
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