二维（2D）金属硫族化物由于其独特的电子和光学特性，在材料科学和凝聚态领域引起了人们的极大关注。即使这些材料非常薄，它们也具有良好的载流子迁移率，有些甚至还提供带隙可调性。此外，在2D金属硫族化物中还存在几种本征的n型和p型半导体。n型和p型特性材料的利用使得电子设备的功能具有广泛的可扩展性。然而当前面对的主要问题是，无法大面积，简易合成高质量的2D金属硫族化物。近日，韩国科学技术院Keun Kim等人提出一种基于阳离子调节转化来生产二维金属硫族化物的新方法，金属硫族化物与作为阳离子源的金属前体之间的相互作用可以通过金属离子的价态变化产生新的二维金属硫族化物。
文章要点：
1）作为（原子层沉积）ALD 前驱体的Sn(dmamp)2蒸气通过ALD 进入预生长的SnS2层，并在270°C的温度下转变为SnS。虽然原子沿晶界的扩散不容易在该过程中发生均匀的转变，但是在将SnS2完全转变为SnS后，反应会自行终止，而无需进一步还原。最终，形成具有均匀的连续SnS层。而且转化层仅是具有单相的层状SnS同时包含一些可忽略的杂质。
2）通过观察大多数载流子从电子到空穴的类型转换，n型SnS2也完全转变为p型SnS。在将n型SnS2转化为p型SnS 之后，通过选择性转化来制造的薄膜CMOS反相器表现出逆变器的典型响应。尽管增益值不够高，但它清楚地证明了这种合成p型SnS的新方法的可行性。考虑到研究中的所有过程均在300°C以下进行，这项工作为在电子设备中低温实施层状SnSx提供了依据。
总之，基于阳离子调节转化的方法为生产各种2D金属硫族化物提供了新的可能性，而传统的技术很难生产这些。
In-Hwan Baek,et al, Cation-Regulated Transformation for a Continuous Two-Dimensional Tin Monosulfide, Chem. Mater. 2020
DOI: 10.1021/acs.chemmater.9b04387
https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.9b04387
