金属2M或1T′相过渡金属硫族化合物（TMD）因其独特的物理化学特性（如超导性、光学非线性和高电化学活性）引起了越来越多的兴趣。然而，这些TMD是亚稳态的，倾向于转变为热力学稳定的2H相。

近日，西北工业大学黄维院士团队官操教授和刘向晔副教授课题组，通过对2M WS₂相变的系统研究和理论模拟，证明了超薄2M WS₂的本征热稳定性明显高于块状WS₂。超薄2M TMD具有较高的本质相稳定性，这一成果可以可以减轻研究者对相变的担忧，激发其在各个领域的实际应用。

研究发现随着 WS₂ 的厚度从块体减小到双层，空气中2M到2H的相变温度从120 °C增加到210 °C。单层1T′ WS₂在被氧化之前可以在空气中承受高达 350 °C的温度，在转化为1H相之前在氩气气氛中可以承受高达450 °C的温度。较薄的2M WS₂的更高稳定性归因于层内键的加强、热导率的增强和逐层相变过程中每层平均势垒较高。

该研究工作以“High Intrinsic Phase Stability of Ultrathin 2M WS2”为题，以西北工业大学为第一完成单位和通讯单位，发表在最新的国际顶级期刊《自然·通讯》（Nature Communications）上。

图1. Si/SiO₂ 基底上 2M WS₂ 的厚度相关相稳定性

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-45676-3

（文：张平婷 审核：王学文）