第IV族单硫属化物的单层具有强大的压电性再加上其固有的柔韧性，使其有望成为开发柔性纳米发电机的候选材料。这其中，SnS由于其良好的半导体性能而成为此类纳米发电机的潜在材料。迄今为止，由于S的孤对电子存在很强的层间相互作用，使得获得大面积和高结晶性的单层SnS一直是一个挑战。

近日，澳大利亚皇家墨尔本理工大学Yongxiang Li，新南威尔士大学Kourosh Kalantar-Zadeh报道了一种合成技术，以获得稳定、大面积、均匀的单层SnS片材，用于晶片规模的工艺。

文章要点

1）研究人员利用范德华剥离技术，在H₂S气氛中中从锡熔体的液态金属表面制备了大尺寸、高结晶度的半导体单分子层SnS。

2）基于全面的表征，研究人员证实了所获得的SnS单层具有单晶性、p型半导体特性、高载流子迁移率（~35 cm² V^-1 s^-1）和1.4eV的带隙。此外，PFM评估结果显示，SnS具有~26.1±0.3 pm V^-1的超高压电系数，比以往报道的都要大。

3）将SnS单层应用于压电纳米发电机，在0.7%的应变下获得了平均电压峰值为~150 mV的大电压输出。液态金属单层SnS的高转换效率归因于大的d₁₁压电系数和低单结晶度，最小晶界，以提供了有限的电荷复合位置和散射以及由此产生的高载流子迁移率。

这项工作证实了在柔性、可穿戴的压电纳米发电机器件上使用半导体单层SnS进行低频能量收集的适用性。同时，如果在并联阵列中使用，由于其高电压和高电流，这些纳米发电机可用于未来的自供电设备中。

Khan, H., Mahmood, N., Zavabeti, A. et al. Liquid metal-based synthesis of high performance monolayer SnS piezoelectric nanogenerators. Nat Commun 11, 3449 (2020)

DOI：10.1038/s41467-020-17296-0

https://doi.org/10.1038/s41467-020-17296-0