研究目的
研究MoS2纳米片从半导体相2H到金属相1T的原子级相变机制，重点关注基面和边缘硫空位及硫覆盖度的影响。
研究成果
该研究揭示了MoS?纳米片中2H相向1T相转变的详细原子机制，阐明了硫空位的促进作用及边缘硫覆盖度的影响。这些发现为理解过渡金属二硫化物材料在原子尺度的相变过程提供了新见解。
研究不足
该研究仅限于理论计算，未包含实验验证。相变机制是在理想条件下进行探讨的，现实条件可能会引入额外的复杂性。
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二维MoS?纳米片中半导体2H相到金属1T相转变的机制
DOI：10.1021/acs.jpcc.8b10256
期刊：The Journal of Physical Chemistry C
出版年份：2018
更新时间：2025-09-23 15:21:21
摘要：
本研究采用密度泛函理论（DFT）方法，探究了二硫化钼（MoS?）纳米片从半导体相2H到金属相1T的相变机制。通过模拟集体旋转与旋转/平移运动、单原子平移运动以及硫（S）原子单排滑移等方式，系统研究了包含成核与扩展步骤的多种2H→1T相变路径——涵盖基面及不同硫覆盖度下的Mo边缘/S边缘区域。完美基面上1T相成核极难发生（能垒高达2.25 eV/原子），而基面硫空位缺陷可通过三个S原子的集体旋转运动显著促进缺陷位点周围的1T相成核与扩展。当基面存在两个硫空位时，1T相成核动力学能垒低至0.66~0.77 eV/原子。与基面硫空位的促进效应类似，DFT结果表明Mo/S边缘的硫覆盖度会影响1T相成核与扩展：裸露Mo边缘的单个S原子平移运动、以及50%硫覆盖度S边缘的整排S原子滑移运动在动力学上更有利；而50%硫覆盖度Mo边缘和100%硫覆盖度S边缘则难以形成1T相。本研究不仅证实了硫空位/覆盖度在2H-1T相变中的关键作用，更从原子尺度揭示了相变发生的具体方式与位置，为二维过渡金属硫化物材料的普适性相变机制提供了新见解。
作者：
Qiu Jin，Ning Liu，Biao-Hua Chen，Donghai Mei
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