在过去的十年中，过渡金属二硫化物（TMDs）的不同多晶相引起了极大的兴趣。 VI族TMDs的亚稳态金属和小带隙相具有优异的电催化析氢性能，高容量电容，其中一些表现出大间隙量子自旋霍尔（QSH）绝缘行为。与热力学稳定的2H相相比，亚稳态1T（1T’）相需要更高的形成能，因此在标准化学气相沉积和气相传输过程中，材料通常在2H相中生长。只有通过外部手段（例如电荷转移或高电场）使2H相不稳定，将晶体结构转换为1T（1T’）相。 大量研究表明，某些1T（1T’）相可以通过自下而上的气相法和液相法直接合成。

有鉴于此，伦敦帝国理工学院Cecilia Mattevi综述了TMDs中晶相控制的合成策略，以及可推动亚稳相合成的化学机理。

文章要点

1）研究人员总结了在气相和液相中形成1T(1T’)相的化学条件。并提出在液相中可能发生的导致晶亚稳相形核和生长的反应途径。描述了合成材料的形态和化学特性，以及电催化水分解析氢性能。

2）研究人员回顾了1T(1T’)相的本征性质，并强调通过2H相失稳和直接合成方法获得的1T(1T’)相在材料形貌和性质上的差异。

3）研究人员最后总结了由于较低对称性引起的新出现的1T(1T’)相所特有的性质。

4）鉴于亚稳相的不同合成方法的应用和这些材料的大规模生产，研究人员展望了这些合成方法的未来发展。

该综述旨在深入了解稳定亚稳TMDs晶体的有利合成条件，并激励在具有晶体相控制的材料的大规模合成领域中的未来发展。

Maria S. Sokolikova, Cecilia Mattevi, Direct synthesis of metastable phases of 2D, transition metal dichalcogenides, Chem. Soc. Rev., 2020

DOI: 10.1039/d0cs00143k

https://doi.org/10.1039/D0CS00143K