Os calcogenetos de metais de transição bidimensionais (2D TMCs) têm atraído grande interesse devido às suas escolhas de materiais abundantes e possível uso em muitas áreas, como eletrônica e optoeletrônica. Como complemento aos TMCs em camadas amplamente estudados (por exemplo, MoS₂ ), os TMCs sem camadas são exclusivos. Eles exibem ligações pendentes insaturadas na superfície e forte ligação intracamada e intercamada.
Até agora - limitadas pelos métodos de preparação estabelecidos - as investigações desses materiais TMC não estratificados permaneceram principalmente em bulks ou filmes policristalinos, dificultando a exploração de suas características físicas e propriedades no limite de espessura 2D. Em um artigo recente publicado no Science Bulletin , um grupo liderado pelos Profs. Bilu Liu e Hui-Ming Cheng do Instituto Tsinghua-Berkeley Shenzhen (TBSI) da Universidade de Tsinghua e os Profs. Junhao Lin e Yue Zhao da Southern University of Science and Technology desenvolveram um novo método de precursores de metal duplo, que realiza o crescimento controlável de vários TMCs 2D sem camadas, incluindo Fe_1-x S, Fe_1-x Se, Co_1-x S, Cr_1-x S e V_1-x S.

Neste método de crescimento de metal duplo, a mistura de cloreto de metal de baixo ponto de fusão e o correspondente pó de metal de alto ponto de fusão foi usada como precursores de metal duplo. Durante o processo de reação em fase gasosa, a taxa de evaporação foi bem controlada para fornecer uma alimentação de fonte de metal constante e facilitar o crescimento de TMCs 2D não em camadas com espessura fina. Tomando hexagonal Fe_1–x S como exemplo, a espessura é inferior a 3 nm com um tamanho lateral até> 100 μm.

Graças à natureza ultrafina e superfície plana dos flocos obtidos, a estrutura e os comportamentos de transporte do Fe_1-x S no limite de espessura 2D foram medidos na primeira vez. As inspeções de microscopia avançada revelam que existem lacunas de cátions ordenados intrínsecos na família TMC sem camadas. Em contraste, vacâncias de ânions (S, Se e Te) são defeitos de ponto dominante bem conhecidos em TMCs comuns em camadas, como MoS₂ . Medições de transporte de baixa temperatura e cálculos teóricos revelam que 2D Fe_1–x S é um semicondutor com um bandgap estreito de 20-60 meV. Comparado com outros materiais 2D de banda estreita como 1T'-MoTe₂ e fósforo preto, 2D Fe_1–x S mostra melhor estabilidade ao ar e estabilidade térmica. Este trabalho resolve essencialmente o problema do crescimento de materiais ultrafinos sem camadas e, portanto, fornece base material para o estudo fundamental e as aplicações dessa família emergente de materiais 2D sem camadas. + Explorar mais

Estabilidade ao ar de materiais catódicos de óxido em camadas à base de sódio