过渡金属二硫化物（TMDCs）合金具有广泛的物理和化学性质，包括电荷密度波到超导电性和电化学活性。尽管已经证明一元TMDC具有独特的优势，但由于对单相中容纳不同阳离子或硫族元素时，其稳定性缺乏一定了解，因此关于TMDC合金的组成仍然具有广阔的开发空间。

有鉴于此，伊利诺伊大学Amin Salehi-Khojin，华盛顿大学Rohan Mishra报道了一种理论指导的合成方法，可以通过计算预测的稳定性图来获得未发现的准二元TMDC合金。

文章要点

1）研究人员使用第一性原理计算得出的平衡温度-组成相图可识别25种准二元TMDC合金（包括一些涉及非等价阳离子）的稳定性，并通过使用可扩展的化学气相传输法合成了12种预测合金。

2）实验结果表明，合成的合金可以剥落成二维结构，其中一些合金表现出：i）在高达1230 K的高温下具有出色的热稳定性；ii）在动力学受限的条件下（几乎为零）对CO₂还原反应具有极高的电化学活性；iii）在高倍率锂空气电池中具有出色的能源效率；iv）互连应用中，具有高击穿电流密度。

这项研究为探索其他准二元TMDC的化学和物理特性以及加速发现用于各种高冲击应用的多元TMDC合金提供了一个有效的策略。

Zahra Hemmat, et al, Quasi-Binary Transition Metal Dichalcogenide Alloys: Thermodynamic Stability Prediction, Scalable Synthesis, and Application, Adv. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adma.201907041

https://doi.org/10.1002/adma.201907041