二维(2D)三元过渡金属硫系磷化物(TMPC)由于具有宽的带隙可调谐、丰富的电子性质、固有的磁性和铁电性质而引起了人们的广泛研究兴趣。然而,由于多前驱体之间的反应难以控制,化学气相沉积(CVD)法合成TMPC仍然具有挑战性。
在这里,北京理工大学Jiadong Zhou提出了一种可控合成TMPC的减法元素生长机制。
文章要点
1)基于这种生长机制,成功地制备了包括FePS3、FePSe3、MnPS3、MnPSe3、CdPS3、CdPSe3、In2P3S9和SnPS3在内的TMPC,并用拉曼光谱、二次谐波(SHG)和扫描电子显微镜(STEM)对其进行了进一步的表征。
2)典型的TMPCS-SnPS3在1064 nm处显示出较强的倍频信号,其有效非线性极化率χ(2)为8.41x10−11 mV-1,约为MoS2的8倍。基于CdPSe3的光电探测器具有较好的探测性能,其响应度为582mA/W,探测率为3.19x1011 Jones,上升时间为611uS,优于已报道的大多数TMPCs光电探测器。
这些结果证明了TMPC的高质量,推动探索二维TMPC的光学性质及其在光电子学中的应用。
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Yang Yang, et al, A universal strategy for synthesis of 2D ternary transition metal phosphorous chalcogenides, Adv. Mater. 2023
DOI: 10.1002/adma.202307237
https://doi.org/10.1002/adma.202307237