二维（2D）二硫化钨（WS₂）、二硒化钨（WSe₂）和二碲化钨（WTe₂）由于其吸引人的特性而受到越来越多的关注，然而目前尚不清楚它们的机械性能。

有鉴于此，澳大利亚迪肯大学Lu Hua Li，中科大武晓君教授，广东工业大学Tao Tao报道了通过实验和理论计算揭示了单层、双层和三层（1−3 L）WS₂，WSe₂和WTe₂的本征和空气老化的机械性能。

文章要点

1）研究发现，高质量的1 L WS₂具有整个系列中最高的杨氏模量（302.4±24.1 GPa）和强度（47.0±8.6 GPa），超过了1L WSe₂（258.6±38.3和38.0±6.0 GPa）和WTe₂（149.1±9.4和6.4±3.3 GPa）。但是，在这三种材料中，WS₂的弹性和强度随厚度的增加而急剧下降。

2）研究发现，在这三种材料中，WS₂的弹性和强度随厚度的增加而急剧下降。利用有限元方法和包括van der Waals相互作用在内的密度泛函理论（DFT）计算揭示了压痕过程中平衡状态和面内应变和面外压缩条件下层间滑动的不同趋势，研究人员揭示了这一现象。

3）研究人员还发现，高质量的1−3 L WS₂和WSe₂的机械性能在空气中基本稳定，最长可达20周。尤其是，1−3 L WSe₂的模量和强度值随着空气中的老化而增加，这是因为，掺杂的氧增强了其结构导致。

本研究将有助于在应变工程和柔性场效应晶体管等应用中设计和利用2D二硫属化钨。

参考文献

Alexey Falin, et al, Mechanical Properties of Atomically Thin Tungsten Dichalcogenides: WS₂, WSe₂, and WTe₂, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.0c07430

https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c07430