二维 T 相二硫化钒（T-VS2）纳米片在氧化物基底上的可控化学气相沉积制备

二维 T-VS2在催化、器件集成等领域潜力大，但可控生长受限，尤其在相控制等方面。本研究用 CVD 法系统探究生长参数影响，发现温度等可调控其尺寸、厚度等，在 SrTiO3和 Al2O3上验证，为相关应用奠基。

　　

在纳米材料的广阔研究天地中，二维材料凭借独特性质成为焦点。过渡金属二硫族化合物（TMDs）家族里的 T 相二硫化钒（T-VS₂），因自带铁磁性、半金属性和高化学反应活性，在电催化、电池、光电子器件和传感器等领域像颗闪耀的星星，备受期待。然而，它的合成之路充满坎坷。钒多样的氧化态和化学计量比控制难题，让制备纯净 T-VS₂难上加难。现有的溶剂热合成和剥离转移法，总会带入杂质，掩盖其本征特性，就像蒙上一层迷雾，阻碍深入研究。所以，开发一种可控、高质量的 T-VS₂制备方法，成了科研人员迫切要攻克的难题。

为冲破这一困境，中国科研人员展开了探索。他们聚焦化学气相沉积（CVD）法，因其成本低、操作简便，还能产出高质量、高结晶度材料。研究以原子级光滑的 SrTiO₃（100）单晶为基底，用 VCl₃和硫粉作前驱体，氢气（H₂）和氩气（Ar）混合气体作载气，系统研究 T-VS₂纳米片的可控生长，相关成果发表在《Applied Surface Science》。

研究主要用了原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）、X 射线光电子能谱（XPS）和拉曼光谱等技术，来表征 T-VS₂纳米片的形貌、结构和成分。

生长参数对 T-VS₂纳米片的影响

通过改变单一参数，发现生长温度对纳米片尺寸影响显著。适当降低温度，纳米片尺寸会增大，这可能是因为低温减缓了前驱体的蒸发速率，让成核和生长过程更充分。

钒前驱体浓度是调控纳米片厚度的关键。提高浓度，更多钒原子参与反应，使纳米片厚度增加，实现了对厚度的有效控制。

反应时间也有独特作用。延长时间，纳米片会发生翻转，这可能与生长过程中表面能的变化和原子的重新排列有关。

H₂流量影响着纳米片的形貌。温度、钒源供应和 H₂供应共同作用，让纳米片在梯形、截角三角形和六边形之间转变，揭示了各参数间的协同效应。

基底适用性验证

研究不仅在 SrTiO₃基底上取得成果，还在 Al₂O₃（0001）表面成功制备出高质量 T-VS₂纳米片，验证了该生长策略的通用性和可扩展性，为在其他功能氧化物基底上生长 T-VS₂打开了大门。

这项研究系统揭示了 CVD 法中温度、反应时间、前驱体浓度和 H₂流量等参数对 T-VS₂纳米片生长的影响规律，建立了可控生长策略。在原子级光滑基底上实现了对纳米片尺寸、厚度、形貌和结晶度的调控，为构建各种基于 T-VS₂的纳米结构和纳米器件奠定了基础。其成果不仅推动了 T-VS₂本身的研究，也为其他二维 TMDs 的可控合成提供了参考，在纳米电子学、能源存储和催化等领域具有重要的应用前景。