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1研究背景
随着二维材料研究的深入，过渡金属二硫化物（TMDs）因其独特的电子、磁性和催化特性而备受关注。其中，MoTe2作为一种典型的TMDs，其在电子器件中的应用受到了广泛的关注。然而，MoTe2与金属电极的直接接触会产生较高的接触电阻，这主要是由于金属诱导的能隙态和费米能级钉扎（FLP）现象。为了克服这一障碍，研究者们提出了一种新的策略：通过在2D MoTe2表面构建金属相和低维M6X6（M=Mo, W等；X=S, Se, Te）纳米线（NWs），形成一维（1D）-二维（2D）异质结构，以实现无缝电接触并降低接触电阻。尽管这一策略在理论上具有吸引力，但实现这一转变的原子级机制尚不清楚，且缺乏有效的可视化方法来观察1D纳米线在2D基质中的形成过程。
2成果简介
在这项研究中，研究人员利用原位扫描透射电子显微镜（STEM）技术，直接观察了从二维2H-MoTe2纳米片到一维Mo6Te6纳米线（NWs）的平滑相变过程。研究过程中，研究人员发现了两个亚稳态相（M-Mo1+xTe2和M-Mo6Te6），它们作为中间结构，促进了从2H-MoTe2到Mo6Te6的相变。此外，研究还发现，晶格松弛和Mo迁移对相变的动力学有显著影响。随着相变的进行，形成了原子级锐利的“NW-MoTe2-NW”异质结，其中2D 2H-MoTe2与1D Mo6Te6 NWs之间形成了相干界面。这一发现不仅深化了我们对1D Mo6Te6 NWs从2D MoTe2生长的理解，而且为实现1D/2D异质结构的定向合成提供了路径。3图文导读
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图1 展示了在[100]2H域中，Mo6Te6 NWs在拉伸应变下成核和形成的序列HAADF-STEM图像。图中显示了在590°C下，单个Mo6Te6 NW在薄边缘区域5秒内生长的情况，以及多个Mo6Te6 NWs在远离薄边缘区域成核的情况。![]()
图2 通过原位时间序列STEM图像，研究了在590°C下2H-MoTe2薄膜转变为Mo6Te6 NWs的过程。图中展示了从MoTe2到Mo6Te6 NWs的逐步生长过程，以及Mo迁移和聚集的关键步骤。![]()
图3通过DFT计算，研究人员构建了从2H-MoTe2到Mo6Te6 NWs的逐步生长过程的模型。图中展示了Mo迁移到2H-MoTe2中形成Mo6Te6 NW的过程，以及两个亚稳态结构M-Mo1+xTe2和M-Mo6Te6的形成。![]()
图4 研究了在[001]2H域中，Mo6Te6 NWs从2H-MoTe2基底中相变的原子级机制。图中展示了在650°C下，Mo6Te6 NWs沿ZZ1和ZZ2晶体学方向在(001)2H平面上的生长情况。 4小结
这项研究揭示了从二维2H-MoTe2到一维Mo6Te6 NWs的相变过程，发现了两个关键的亚稳态相，这些相在促进相变中起着至关重要的作用。研究还表明，晶格松弛和Mo迁移对于相变的动力学有显著影响。这些发现不仅增进了我们对MoTe2相变的理解，而且为实现1D/2D异质结构的定向合成提供了新的策略。通过原子级的洞察，研究人员为设计和制造具有特定电子特性的新型纳米结构提供了宝贵的指导。文献：
https://doi.org/10.1021/acsnano.4c09938
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