精确的前驱体供应是二维过渡金属二硫属化物（TMDs）可控生长的前提。尽管人们已经对过渡金属的供应进行了大量的研究，但很少有有效的方法来控制硫化物的供给。

近日，北京大学刘开辉教授，Can Liu，中科院物理研究所白雪冬研究员，韩国基础科学研究所Feng Ding报道了一种利用活性硫族单体供应以强健和可控的方式生长高质量TMDs的策略，例如，MoS₂单层具有~92%的典型光致发光圆螺旋度和~42 cm² V⁻¹ s⁻¹的电子迁移率。同时，获得了均匀的含有三种不同阴离子的四元TMDs合金，即MoS_2(1-x-y)Se_2xTe_2y。

文章要点

1）在TMD的可控生长中使用硫族单体加料具有以下潜在的优点：i）硫族单体或原子通常比相应的二聚体或块体具有很高的活性，因此它们可以快速地与金属前体反应生成TMD；ii）活性的硫族单体可以结合并快速扩散到TMD表面，有效地清除空位缺陷，这将大大提高TMD的质量；iii）活性的硫族单体可以与TMD反应，很容易取代硫原子，从而可以合成均匀的TMD硫醇。

2）研究人员开发了一种通过加热金属硫化物来提供硫化物单体的有效途径。这种方法的成功之处在于，在相对较低的温度下，金属硫化物表面的硫化物原子很容易以硫化物原子(单体)的形式释放出来。机理研究表明，活性硫族单体可以自由地结合和扩散在TMD表面，这使得生长过程中有效的成核、反应、空位修复和合金形成成为可能。

研究工作为2D化合物及其合金的可控合成提供了一定的自由度，有利于开发具有所需2D材料的高端器件。

参考文献

Zuo, Y., Liu, C., Ding, L. et al. Robust growth of two-dimensional metal dichalcogenides and their alloys by active chalcogen monomer supply. Nat Commun 13, 1007 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-28628-7

https://doi.org/10.1038/s41467-022-28628-7