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化学进展 DOI: 10.7536/PC230810   后一篇

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低对称性二维过渡金属硫族化合物的化学气相沉积法制备

陈芸1†, 张辉2†, 罗政2, 毛卫国3, 潘俊安1,*, 王珊珊2,*   

  1. 1.湘潭大学材料科学与工程学院 湘潭411105;
    2.国防科学技术大学空天科学学院新型陶瓷纤维及其复合材料国防科技重点实验室 长沙 410073;
    3.长沙理工大学材料科学与工程学院 长沙 410114
  • 收稿日期:2023-08-15 修回日期:2024-02-08
  • 作者简介:潘俊安：1990年出生,2017年获湘潭大学材料学博士学位。现为湘潭大学副教授,硕士生导师。主要研究方向为金属层状结构功能化材料、新型锂电池关键材料的设计与表征。王珊珊：1989年出生,2017年获牛津大学材料学博士学位,北京大学化学博士后。现为国防科技大学副研究员。主要研究方向为低维功能材料的原子级结构与性质。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(52172032, 52222201),中国科协青年人才托举工程(YESS20200222),国防科技大学项目(ZZCX-ZZGC-01-07)、湖南省自然科学基金(2022JJ20044)资助
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Synthesis of Low-symmetry 2D Transition Metal Dichalcogenides by Chemical Vapor Deposition

Yun Chen1†, Hui Zhang2†, Zheng Luo2, Weiguo Mao3, Jun'an Pan1,*, Shanshan Wang2,*   

  1. 1. School of Materials Science and Engineering, Xiangtan University, Xiangtan 411105, China;
    2. Science and Technology on Advanced Ceramic Fibers and Composites Laboratory, College of Aerospace Science and Engineering, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China;
    3. College of Materials Science and Engineering, Changsha University of Science and Technology, Changsha 410114, China
  • Received:2023-08-15 Revised:2024-02-08
  • Contact: *e-mail: pja3330@xtu.edu.cn (J.P.); wangshanshan08@nudt.edu.cn (S.W.)
  • About author:† These authors contributed equally to this work.
  • Supported by:
    National Natural Science Foundation of China (52172032, 52222201), Young Elite Scientists Sponsorship Program by CAST (YESS20200222), National University of Defense Technology (ZZCX-ZZGC-01-07), and Hunan Natural Science Foundation (2022JJ20044).
低对称性二维材料是一类晶格对称操作少,纵向仅有原子级厚度的新型纳米材料。在二维过渡金属硫族化合物(Transition Metal Dichalcogenides,TMDs)体系中,1T'-MoTe2、1T'-WTe2、1T'-ReS2和1T'-ReSe2是典型低对称性成员。独特的晶格对称性为它们带来了丰富的各向异性理化性质,因而在微纳光子学、触觉传感器、各向异性逻辑器件等领域具有特殊应用前景。低对称性二维TMDs材料的基础研究和应用开发依赖于对这类材料的高质量、大尺寸、稳定制备,因此,本文以这4类材料为典型,首先按金属前驱体进行分类,综述了近年来有关低对称性二维TMDs材料的化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)制备方法。其次,针对制备过程中1T'-MoTe2容易发生相转变,1T'-ReS2、1T'-ReSe2与基底间相互作用力弱等特点,介绍了1T'-MoTe2制备过程中的相调控机制,以及1T'-ReS2、1T'-ReSe2制备过程中的基底工程研究。最后,本文对低对称性二维TMDs材料未来的挑战与机遇进行了展望。
关键词： 二维材料, 低对称性, 化学气相沉积, 相调控, 基底工程
Low-symmetry two-dimensional materials are a new type of nanomaterials with few lattice symmetry operations and only atomic-level thickness in the longitudinal direction. In the two-dimensional transition metal dichalcogenides (TMDs) system, 1T'-MoTe2, 1T'-WTe2, 1T'-ReS2 and 1T'-ReSe2 are typical low-symmetry members. The unique lattice symmetry brings them rich anisotropic physical and chemical properties, so they have special application prospects in the fields of micro-nano photonics, tactile sensors, and anisotropic logic devices. The basic research and application development of low-symmetry two-dimensional TMDs materials rely on the high-quality, large-size, and stable preparation of such materials. Therefore, this paper takes these four types of materials as typical materials, first classifies them according to metal precursors, and reviews the chemical vapor deposition (CVD) preparation methods of low-symmetry two-dimensional TMDs materials in recent years. Secondly, according to the characteristics of 1T'-MoTe2 easy to undergo phase transition and weak interaction between 1T'-ReS2, 1T'-ReSe2 and the substrate during the preparation process, the phase regulation mechanism in the preparation process of 1T'-MoTe2 and the substrate engineering research in the preparation process of 1T'-ReS2 and 1T'-ReSe2 were introduced. . Finally, this paper looks forward to the future challenges and opportunities of low-symmetry 2D TMDs materials.
Key words: 2D material, Low symmetry, Chemical vapor deposition, Phase selection, Substrate engineering
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[1] 李璇, 黄炯鹏, 张一帆, 石磊. 二维材料的一维纳米带[J]. 化学进展, 2023, 35(1): 88-104.
[2] 周晋, 陈鹏鹏. 二维纳米材料的改性及其环境污染物治理方面的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(6): 1414-1430.
[3] 张辉, 王珊珊, 余金山. 低对称性二维ReS2及其异质结的化学气相沉积法制备及性质[J]. 化学进展, 2022, 34(6): 1440-1452.
[4] 韩亚南, 洪佳辉, 张安睿, 郭若璇, 林可欣, 艾玥洁. MXene二维无机材料在环境修复中的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(5): 1229-1244.
[5] 康淳, 林延欣, 景远聚, 王新波. MXenes的制备及其在环境领域的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(10): 2239-2253.
[6] 陈立忠, 龚巧彬, 陈哲. 超薄二维MOF纳米材料的制备和应用[J]. 化学进展, 2021, 33(8): 1280-1292.
[7] 严壮, 刘雅玲, 唐智勇. 二维导电金属有机骨架材料[J]. 化学进展, 2021, 33(1): 25-41.
[8] 赵文军, 秦疆洲, 尹志凡, 胡霞, 刘宝军. 新型2D MXenes 纳米材料在光催化领域的应用[J]. 化学进展, 2019, 31(12): 1729-1736.
[9] 王睿, 台国安, 伍增辉, 邵伟, 候闯, 郝金钱. 硼纳米结构的理论和实验研究[J]. 化学进展, 2019, 31(12): 1696-1711.
[10] 姚送送, 李诺, 叶红齐, 韩凯*. 二维MXene材料的制备与电化学储能应用[J]. 化学进展, 2018, 30(7): 932-946.
[11] 陈诚, 董志强, 陈昊文, 陈杨, 朱志刚, 施惟恒. 二维光子晶体[J]. 化学进展, 2018, 30(6): 775-784.
[12] 王宏磊, 吕文珍, 唐星星, 陈铃峰, 陈润锋, 黄维. 二维钙钛矿材料及其在光电器件中的应用[J]. 化学进展, 2017, 29(8): 859-869.
[13] 孔龙娟, 李晖*. 衬底调制下的硼墨烯、硅烯、锗烯等单元素二维材料的原子与电子结构[J]. 化学进展, 2017, 29(4): 337-347.
[14] 朱文杰, 台国安, 王旭峰, 古其林, 伍增辉, 朱孔军. 二维原子晶体材料的制备与应变传感特性研究[J]. 化学进展, 2017, 29(11): 1285-1296.
[15] 曾甜, 尤运城, 王旭峰, 胡廷松, 台国安. 二维硫化钼基原子晶体材料的化学气相沉积法制备及其器件[J]. 化学进展, 2016, 28(4): 459-470.