过渡金属硫族化物（TMC）是具有不同特性的一大类2D材料，并且在诸如纳米电子，传感器，能量转换和能量存储等领域有着广阔的应用前景。在新材料的研究中，开发和研究与工业相容的合成技术至关重要。应用广泛的原子层沉积(ALD)技术合成的二维TMC材料的研究具有重要意义。除了合成2D TMC之外，ALD还用于调节2D TMC的特性，例如其载流子密度和形貌。到目前为止，在不氧化的情况下改善薄膜均匀性以及在二维TMC上合成低维纳米材料一直是研究的重点。
有鉴于此，延世大学Hyungjun Kim和Jusang Park等人，描述了ALD合成和调制2D TMC的方法，并讨论了基于ALD的TMC在纳米电子、传感器和能源应用方面的特性。
本文要点
1）ALD是一种合成具有大面积均匀性的2D TMC的有效方法，这对于大规模应用，层可控性和可重复性而言是理想的。ALD生长的TMO的硫化作用对合金化和掺杂非常有用。Th-ALD可以用于合成各种TMC材料，而无需对ALD生长的TMO进行硫化。PE‐ALD可在不进行热退火的情况下提高2D TMC在低温下的结晶度。大多数ALD工艺在低于400°C的温度下进行，该温度低于大多数CVD工艺的工艺温度。然而，目前还没有系统的分析缺陷，影响电子器件的性能。此外，与CVD工艺相比，通过ALD合成2D TMC的候选材料（包括合金和异质结构）的选择是相当有限的。因此，需要对二维TMC材料（包括合金和异质结构）及其缺陷进行进一步研究，以改善其在纳米电子学和能源应用中的性能。此外，ALD技术可用于合成其他2D材料。
2）2D TMC上的薄膜的ALD可以调节2D TMC的载流子密度。但是，由于ALD生长的金属氧化物可以氧化2D TMC，并且在2D TMC上均匀沉积具有挑战性，因此仍然需要谨慎地在2D TMC上进行ALD。由ALD诱导的氧化效应对2D TMC的电学和光学性质的调制需要进一步研究。此外，由于薄膜ALD在2D TMCs上的掺杂机理尚不清楚，薄膜沉积对2D TMCs的影响需要系统的研究。
3）由于二维纳米材料基底上的反应位点较少的固有特征，因此需要对二维纳米材料基底上的ALD进行深入研究。在二维TMCs上构建纳米材料，使杂化结构具有协同效应，包括p-n结的形成和导电性的提高。为了提高纳米电子、传感器、能量转换和存储设备的性能，应扩大候选材料的选择范围。到目前为止，只有Pt、ZnO或TiO2纳米颗粒等有限的材料被研究用于ALD，研究表明其他新型金属或金属氧化物也可以形成异质结构。ALD候选材料的广泛选择将扩大2D TMC的应用范围。
参考文献：
Youngjun Kim et al. Atomic‐Layer‐Deposition‐Based 2D Transition Metal Chalcogenides: Synthesis, Modulation, and Applications. Advanced Materials, 2021.
DOI: /10.1002/adma.202005907
https://doi.org/10.1002/adma.202005907
