低晶格对称性二维原子晶体二硫化铼（ReS2）的大面积外延生长

二维过渡金属硫族化合物（TMDs）近年来以其优异的光学和电学性质而成为纳米科学的研究热点。作为二维原子晶体材料家族的重要成员，二硫化铼（ReS₂）具有不同于传统二维材料的结构和性质，低的晶格对称性赋予其独特的二维面内各向异性光学和电学性质，在场效应晶体管、光电探测器和新概念器件等方面具有极大应用价值。然而，受该材料结构和性质特殊性所困，该材料的大面积可控制备仍然面临诸多问题。首先是制备该材料所需的铼源，其价态繁多，导致生长不可控；而单质铼又具有超高的熔点（~3180 ℃），导致生长效率很低；特别是ReS₂低的晶格对称性和弱的层间偶合作用使该材料的生长行为比传统二维材料的生长更加复杂，这些问题为该材料的大面积可控制备带来了巨大挑战，也阻碍其在电子和光电子器件方面的进一步应用。

Adv. Mater., 2016, DOI: 10.1002/adma.201600722

近期，陕西师范大学的徐华副教授课题组发展出了一种低共熔体辅助化学气相沉积生长方法，以云母为生长基底，成功实现了大面积、高质量单层ReS₂薄膜的范德华外延生长。采用碲和铼形成的二元低共熔体合金作为Re源，有效的降低了铼的熔点，增大了反应体系铼的蒸气压，从而增大了ReS₂的生长效率。同时，他们还研究了ReS₂这种低晶格对称性二维材料独特的生长行为，发现在SiO₂基底表面易于发生面外生长（out-of-plane growth），得到厚层花瓣状的ReS₂材料；而在云母基底上由于受表面限域的作用易于发生面内生长（in-plane growth），可得到均匀单层的ReS₂材料。以上研究不仅解决了ReS₂材料在未来电子器件中应用的材料制备问题，而且对今后可控制备这类低晶格对称性二维材料具有重要指导意义。

相关成果发表在《Adv. Mater.》上。

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201600722/full

原文：Tellurium-Assisted Epitaxial Growth of Large-Area, Highly Crystalline ReS₂ Atomic Layers on Mica Substrate

Adv. Mater., 2016, 28, 5019-5024, DOI: 10.1002/adma.201600722

X-MOL材料领域学术讨论QQ群（338590714）