采用化学气相沉积方法和逆向气流策略，成功地可控合成了均匀、平整、结晶良好的单层、2H相、3R相以及螺旋结构硒化钨（WSe2）单晶，利用光学显微镜、原子力显微镜、拉曼和光致发光光谱等表征进行测试分析，证实了WSe2具有优异的晶体质量。通过精确控制炉腔温度分布实现了不同原子层堆垛方式的生长调控，利用过饱和度理论分析推测出螺旋堆垛及位错臂的数量与不同过饱和度分布之间的关系，在螺旋的WSe2结构中观测到了两个数量级的二次谐波产生（SHG）增强，通过SHG偏振特性表征螺旋结构的偏转角度，揭示了层间耦合作用和内部应变对螺旋堆垛的影响，有助于推动二维半导体多相可控生长和光电物性调控研究。
材料 过渡金属硫族化合物 逆向气流化学气相沉积 螺旋堆垛 二次谐波产生
中国石油大学(北京)能源交叉学科基础研究中心，油气光学探测技术北京市重点实验室，北京 102249
具有低晶格热导率的稀土硫族化合物Y2Te3是一种非常有前途的新型热电材料，施加应变是调控热电材料热电性能的有效手段。本文采用第一性原理方法结合半经典玻尔兹曼输运理论，通过施加-4%到4%的应变对Y2Te3材料的热电性能进行应变调控。研究表明，施加压缩应变对Y2Te3材料热电性能的提高优于施加拉伸应变。300 K下p型Y2Te3的最大功率因数由0.4 mW·m-1·K-2提升到1.6 mW·m-1·K-2，n型Y2Te3在压缩应变下最大功率因数由8 mW·m-1·K-2提升到11 mW·m-1·K-2。300 K下p型Y2Te3在应变调控下最大热电优值ZT由0.07提升到0.15，n型Y2Te3在压缩应变下最大热电优值ZT由0.7提升到0.9。因此，n型Y2Te3具有非常优异的热电性能，通过施加应变可以有效调控Y2Te3材料的热电性能，n型Y2Te3具有作为热电材料的巨大潜力。
热电材料 应变 热电性能 硫族化合物 第一性原理 thermoelectric material strain thermoelectric property Y2Te3 Y2Te3 chalcogenide first-principle
红外与激光工程
2023, 52(6): 20230219
二维过渡金属硫族化合物(TMDs)是继石墨烯之后的新型二维材料，由于其自身的独特物理化学性质在半导体、光电材料、能源储存和催化制氢等方面备受瞩目。化学气相沉积(CVD)是目前适合实现大规模制备二维材料的工艺之一，制备过程中参数的高度可控性使其具有很大优势。本文综述了近期通过CVD制备TMDs的研究进展，探讨了在CVD制备工艺中各种参数对产物生长和最终形貌的影响，包括前驱体、温度、衬底、辅助剂、压力和载气流量等。列举了一些改进的CVD制备工艺，并对其特点进行了总结。最后讨论了目前CVD制备TMDs所面临的挑战并对其发展前景进行展望。
过渡金属硫族化合物 化学气相沉积 盐辅助化学气相沉积 金属有机化学气相沉积 二维材料 前驱体 影响因素 transition metal dichalcogenide chemical vapor deposition salt-assisted chemical vapor deposition metal-organic chemical vapor deposition two-dimensional material precursor influence factor
昆明理工大学物理与工程科学研究院/理学院，昆明 650500
二维材料因其纳米级尺寸、超凡的电子特性、出色的机械性能等，被视为下一代信息器件的理想材料。随着外延生长等自下而上制备方法以及材料计算方法的发展和提高，越来越多的体相非层状的二维材料被制备和发现。近年来在信息器件等领域具有应用潜力的体相非层状的二维铜族(11族)硫族化合物得到广泛关注，铜族元素位于化学元素周期表中的11族，主要包括铜、银和金等元素。本文综述了二维铜族硫族化合物的研究进展，以化学计量比为主线，将二维铜族硫族化合物分为MX单层(M=Cu,Ag,Au;X=O,S,Se,Te)、M2X单层以及其他化学计量比的铜族硫族化合物单层。从实验合成和理论模拟两个角度出发，对二维铜族硫族化合物原子结构、能带结构、电学特性等进行介绍。从现有的报道来看，体相非层状的新型二维铜族硫族化合物不仅包含半导体、金属等电子性质，还表现出拓扑、磁性等丰富的新奇物性，是一类值得关注的新型二维功能材料。
二维材料 铜族硫族化合物 体相非层状 电子结构 第一性原理计算 密度泛函理论 two-dimensional material group 11 chalcogenide non-layered bulk phase electronic structure first-principle calculation density functional theory
西安工业大学光电工程学院，陕西 西安 710021
二硫化钼的合金化/掺杂是探索二维材料在微电子器件中潜在应用的一种新途径。使用化学气相沉积法，并利用氯化钠辅助生长，通过调节硫粉和硒粉的质量比，在SiO2/Si衬底上获得了6种不同组分的单层MoS2（1-x）Se2x合金，光致发光峰位置在678（~1.83 eV）~813 nm（~1.53 eV）范围内变化。连续生长的大面积单层MoS2（1-x）Se2x （x=0.25）合金的横向尺寸可达到200 μm。为了研究MoS2（1-x）Se2x合金的光电特性，使用了大面积生长的单层MoS2（1-x）Se2x （x=0.25）合金制备了场效应晶体管。光电测试结果表明，520 nm激光照射下的单层MoS2（1-x）Se2x（x=0.25）场效应晶体管响应度达到了940 mA·W-1，检测率为5.32×1010 cm·Hz1/2·W-1，快速响应时间为8 ms。
材料 硫硒化钼 化学气相沉积 过渡金属硫族化合物 带隙可调 场效应晶体管 光学学报
2022, 42(16): 1616001
江南大学电子工程系, 物联网技术应用教育部工程研究中心, 无锡 214122
近年来基于二维半导体过渡金属硫族化合物如MoS2的光电晶体管被广泛研究。虽然基于单层MoS2的光电探测器表现出较高的响应度, 但是其较低的载流子迁移率也限制了响应时间, 约在秒量级。二维半导体的相互堆垛可以形成具有低缺陷态且空间均匀的范德华异质结构, 是提高二维光电探测器性能的有效途径。基于此本文通过机械剥离转移法构筑MoS2/WSe2垂直pn异质结, 其较强的空间电荷区能有效地分离光生载流子, 所以在自驱动状态下仍具有较好的光电探测能力, 光响应度和探测率分别达到2.12×103 A/W和2.33×1011 Jones, 同时极大地缩短了响应时间, 响应时间达到40 ms。这种二维异质结器件制备方法简易, 性能优异, 在光电子领域具有广阔的应用前景。
pn结 机械剥离转移法 二维范德华异质结构 光电探测器 过渡金属硫族化合物 MoS2/WSe2 MoS2/WSe2 pn junction mechanical stripping transfer method two dimensional van der Waals heterostructure photodetector transition metal di-chalcogenide
1 1.南昌大学 材料科学与工程学院, 江西省先进功能薄膜材料工程实验室, 南昌 330031
2 2.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 上海 200050
3 3.江西科技师范大学 材料机械工程学院, 南昌 330038
PdSe2薄膜主要通过机械剥离法和气相沉积法制得, 本研究采用一种简单有效的可在SiO2/Si衬底上制备PdSe2薄膜的方法。通过高真空磁控溅射技术在SiO2/Si衬底上沉积一层Pd金属薄膜, 将Pd金属薄膜与Se粉封在高真空的石英管中并在一定的温度下进行硒化, 获得PdSe2薄膜。根据截面高分辨透射电镜(HRTEM)照片可知PdSe2薄膜的平均厚度约为30 nm。进一步研究硒化温度对PdSe2薄膜电输运性能的影响, 当硒化温度为300 ℃时, 所制得的PdSe2薄膜的体空穴浓度约为1×1018 cm-3, 具有最大的室温迁移率和室温磁阻, 分别为48.5 cm2·V-1·s-1和12%(B=9 T)。值得注意的是, 本实验中通过真空硒化法获得的薄膜空穴迁移率大于通过机械剥离法制得的p型PdSe2薄膜。随着硒化温度从300 ℃逐渐升高, 由于Se元素容易挥发, Pd薄膜的硒化程度逐渐减小, 导致薄膜硒含量、迁移率和磁电阻降低。本研究表明：真空硒化法是一种简单有效地制备PdSe2薄膜的方法, 在贵金属硫族化合物的大面积制备及多功能电子器件的设计中具有潜在的应用价值。
