在石墨烯被發(fā)現(xiàn)之后，更多的二維材料被研制出來，其中以MoS2、WS2等為代表的過渡金屬硫化物引起了國際學術界的高度關注。

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其本身的半導體性質以及隨著層數(shù)減薄的由間接帶隙轉變直接帶隙半導體的特性，為人們提供了一種從原子層尺度調控材料物性的手段，極大的豐富了二維材料與器件的內涵。基于二維過渡金屬硫化物的新材料、新機理、新方法、新技術、新器件的研究不斷取得突破，在電子學、光電子學等信息領域和能量轉化、能量存貯等能源領域具有誘人的前景，成為了當今國際上研究的前沿和熱點。

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要實現(xiàn)二維過渡金屬硫化物在器件中的實際應用，高質量材料的精準制備是保證器件應用的基礎。如何通過低成本的方式對二維過渡金屬硫化物實現(xiàn)層數(shù)、形貌、尺寸等的全面控制和精準制備，是領域內一直面臨的難題。

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近日，東南大學物理學院呂俊鵬教授和倪振華教授課題組在二維材料精準制備方面取得重要進展，探明了影響二維過渡金屬硫化物生長的關鍵因素，相關研究成果以“Sulfur-Mastery: Precise Synthesis of 2D Transition Metal Dichalcogenides”為題發(fā)表在材料學領域重要刊物Advanced Functional Materials上。

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在本工作中，呂俊鵬教授和倪振華教授課題組系統(tǒng)的研究了CVD制備方法中影響WS2生長的各種因素。

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研究結果表明，硫元素的供給狀態(tài)是決定WS2精準制備的關鍵因素。通過對硫供給速率、供給量和供給時長的控制，可以對WS2的層數(shù)、形貌和尺寸實現(xiàn)靈活調控。

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層數(shù)控制上可實現(xiàn)1-4層的可控生長，并驗證了層數(shù)依賴的場效應遷移率的變化；

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形貌上可實現(xiàn)等邊三角形到六邊形的過渡和自由轉換，并由此實現(xiàn)了熒光圖案化；

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尺寸上最大可制備約600微米的單層薄膜，基于大面積樣品制備了光電探測器陣列。

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本工作為二維材料精準制備提供了新的思路，有利于促進二維過度金屬硫化物在光電器件中的應用。

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本文第一作者為東南大學物理學院博士生Amina Zafar，呂俊鵬教授和倪振華教授為共同通訊作者。

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Zafar A, Zafar Z, Zhao W, et al. Sulfur‐Mastery: Precise Synthesis of 2D Transition Metal Dichalcogenides[J]. Advanced Functional Materials, 2019: 1809261. MLA