研究人员开发了一种生长二维过渡金属二硫族化合物的新策略

新加坡国立大学（NUS）的研究人员开发了一种新的相选择平面内异质外延策略，用于生长二维过渡金属二硫族化合物（2D TMDs）。这种方法为二维TMDs的相位工程和制造二维异质结构器件提供了一种很有前途的方法

2D TMDs表现出多种多态性结构，包括2H（三角棱柱）、1T（八面体）、1T&prime；和Td相。这些相赋予了一系列特性，如超导性、铁电性和铁磁性。通过操纵这些结构相，可以调节TMDs丰富的物理特性，从而通过所谓的相工程对其特性进行精确控制。

在这项工作中，由新加坡国立大学理学院物理系的Andrew Wee教授领导的一个研究团队与国际合作伙伴合作，利用分子束外延（MBE）生长二硒化钼（MoSe2）纳米带，作为面内异质外延模板，为H相二硒化铬（CrSe2）的生长提供种子

MBE是一种通过一个接一个地沉积分子在表面上形成非常薄的材料层的技术。这允许在原子水平上精确控制沉积层的组成、厚度和结构

使用超高真空扫描隧道显微镜（STM）和非接触原子力显微镜（nc AFM）技术，研究人员在H相CrSe2单层中观察到具有I型能带排列的原子尖锐异质结构界面和镜像孪晶边界的特征缺陷。这些镜像孪晶边界在受限的一维电子系统中表现出独特的行为

研究结果已于2024年2月26日发表在《自然通讯》杂志上。

这项研究是该团队对2D材料相结构控制和物理性质研究的持续探索

该研究论文的第一作者刘梅庄博士表示，“我们还使用这种平面内异质外延模板实现了H相二硒化钒的相选择性生长。这种相选择性平面内异质外延方法有可能成为扩展2D-TMD相结构库的通用可控方式，从而推进特定2D相的基础研究和器件应用。”

Wee教授补充道，“控制2D横向异质结构相的能力为器件应用开辟了许多新的机会。”