自打石墨烯被发现，就迅速掀起了二维材料的研究热潮。元素周期表里的各种元素被进行组合，一时间二维材料家族发展得欣欣向荣，其中，过渡金属二硫属化物（TMDs）就是其中非常重要的一系。调控过渡金属d-轨道上的电子填充状态，我们可以定制具有不同电学和光学性质的材料。通常大家的做法是设计元素配置，但是 的组合（过渡金属+硫族元素）也是有尽头的呀，似乎我们需要寻求一种更细腻、更匠心的方法，重塑材料的构型就是一个极有效的选择。举个例子，2H相的MoS2和WSe2是半导体型，而1T’相的则为金属相，具有很多有趣的性质，比如量子自旋霍尔效应、Weyl半金属性等。由于其扭曲相的低对称性和各项异性的光学性质，1T’相的MoS2甚至被预计会在非线性光学领域有着极为出色的表现。
理想很丰满，现实超骨干。现有的相转变技术倒是五花八门，比如碱金属插层、电子束辐照，机械应力和等离子体激发等。但这些方法得到的1T’相TMDs都非常不稳定，空气、高温和时间都会让其被打回原形。可以说，若要真正让这些1T’相的TMDs绽放光彩，建立一种充分而稳定的相转化技术无疑十分重要。新加坡国立大学的Loh Kian Ping教授提出了自己的独门暗器，他们巧妙地在碱金属插层TMDs诱导相转变的基础上，引入了“氢”，使得活泼的插层Li+成为了稳定了LiH。他们实现了1T’相的完全相转变，并且所获得的材料能久经时光考验。这样的一种氢化稳定策略还具有很好的拓展性，有望用于多种稳定1T’相的TMDs（比如WS2和MoTe2）的制备。基于此获得的1T’相的TMDs较之2H相的表现出更强的光学Kerr非线性和更高的透光性，这为其在光学器件领域的应用提供了一条新的思路。
当以Li离子对MoS2进行插层时，其作为给电子体，将电子转移至Mo的4d轨道，由此形成d3电子组态，三菱柱配位转变为八面体配位，构型也由2H相转变为1T’相。而另一方面，Li离子又极易发生水解和氮化反应，从而丧失给电子能力。但若将其进行氢化后，一切变得柳暗花明，1T’相的MoS2摆脱了不稳定的魔咒，他们得到了稳定的100%纯相1T’型MoS2（h-Li1.5MoS2）。他们也结合对比实验和理论计算，给出了十分详实的解释。一方面，氢化锂（LiH）的形成使得Li钝化，防止其与N2和H2O反应；另一方面，LiH甚至是一个更好的路易斯碱，具有更强的供电子能力，促进MoS2的2H相向1T’相的转变。
1T’相的MoS2中的自由载流子多，能屏蔽电子和空穴间的相互吸引，削弱激子效应，故而透射光谱会变得相对平坦，他们观察到相较于2H相的MoS2，h-Li1.5MoS2的透光性高达99%。我们可以期待，TMDs材料的这两种非线性折射系数和吸光系数不同的相，给我们提供了一种通过调控材料相来实现光振幅调制的可能，由此促进其在平面透镜领域中的应用。相关文章发表在J. Am. Chem. Soc.（DOI: 10.1021/jacs.6b13238）上。
《二维视界》之《时点2》：谢毅院士：Ostwald ripening助力能源转化
《二维视界》之《势点3》：另辟蹊径的石墨烯大师——刘云圻院士
（点击以上标题可以阅读原文）
MaterialsViewsChina
官方微信平台
聚焦材料新鲜资讯
材料大牛VS新秀访谈
MVC论文排行榜每月新鲜出炉
热爱科研的你还在等什么，快加入我们一起微互动吧！！！
微信号：materialsviews
微博：materialsviews中国
欢迎个人转发和分享，刊物或媒体如需要转载，请联系：
materialsviewschina@wiley.com
关注材料科学前沿，请长按识别二维码
点击左下角“阅读原文”，了解详情
本站非明确注明的内容，皆来自转载，本文观点不代表清新电源立场。
