二维过渡金属二硫属化物（2D-TMDs）的出现引起了科学家和工程师的广泛兴趣，其大量的研究使2D材料的电学和光学性质取得了重大突破。这反过来又引起了人们对新型器件应用的浓厚兴趣。由于2D-TMDs的多态结构特征，这类材料在各自的相中既可以表现出半导体性质，也可以表现出金属（准金属）性质。这种多态特性进一步提高了人们对2D-TMDs在基础研究和新型高性能器件应用中的潜在应用的兴趣。

鉴于此，新加坡国立大学Andrew T. S. Wee，Wei Chen对2D-TMDs的半导体到金属(准金属)相变进行了全面的综述，并对相变机制进行了探讨。

文章要点

1）在过去的十年里，TMDs呈现出各种各样的结构多晶型，无论是作为分层量子系统基础研究的理想平台，还是因为其潜在的多种应用，都引起了人们的极大关注。TMDs由夹在两个硫化物层之间的过渡金属层组成，作为一个单元层。在2D-TMDs中，常见的多晶型有三棱柱半导体1H相、八面体金属1T相和畸变的准金属1T’相。

2）尽管半导体晶型的2D TMDs由于其直接带隙、高迁移率和室温通断电流比而具有吸引人的特性，但其金属（准金属）对应物具有另一组独特的吸引人的特性。这些(准)金属相可以通过相变过程或在受控条件下直接合成来获得。由于不同的2D-TMDs在其各自的结构相之间具有不同的能垒，研究人员已经报道了多种实验方法来诱导半导体和金属(准金属)相之间的相变。目前，人们通常采用两种方法来破坏半导体1H相结构的稳定性：通过电荷掺杂和晶体结构畸变。因此，相变策略可以分为两种方法，即外力调控（压力和应变工程与晶格失配）和电荷掺杂技术（离子插层与化学掺杂、静电门控与等离激元热电子和空位与缺陷工程）。

3）2D-TMD的金属界面的结构和电子行为对2D电子器件的性能有重要影响。在MoS_2/Ti和MoS_2/Au等系统中的理论研究表明，存在两种类型的接触，包括存在于半导体-金属界面的共价接触和范德华接触。作者总结了相工程过程中2D-TMD/金属体系界面相互作用的影响，以及相工程在克服接触电阻中的作用。

4）深入研究将多晶型TMD材料引入功能器件和催化系统的应用领域具有重要意义。各个多晶型表现出的独特性质在确保不同器件和系统的通用性和功能性方面发挥着重要作用。因此，根据器件在任何特定位置的功能来定制2D-TMD的电子属性，控制不同的结构至关重要。作者总结了2D-TMD在包括电子器件、催化和储能技术在内的各种应用。

参考文献

Xinmao Yin, et al, Recent developments in 2D transition metal dichalcogenides: phase transition and applications of the (quasi-)metallic phases, Chem Soc Rev, 2021

DOI: 10.1039/d1cs00236h

https://doi.org/10.1039/d1cs00236h