過渡金屬元素摻雜WS2納米片

單層WS2納米片通常在層間進行p型摻雜，以替代層中的S原子，進而產生所需的電荷載流子。將磁性過渡金屬元素摻雜在非磁性納米材料中可以使電荷載流子具有鐵磁性，摻雜後的複合材料可以產生弱化的磁性，製備出稀磁半導體（DMC），實現自旋電子對磁性的控制。因此，我們這裡主要討論過渡金屬摻雜的WS2基材料。

Zhao等人對幾種過渡金屬（Ti、Zr、Hf、Mn）摻雜單層二硫化鎢納米薄片進行了較為系統的研究。成塊的WS2是間接間隙半導體，其間隙為1.3eV，而剝離後的WS2則為直接間隙半導體，間隙為2.0eV。同時，他們發現只有一種金屬摻雜的單層WS2不具有鐵磁性，而兩種金屬摻雜的二硫化鎢體系則具有鐵磁性，並且在富S反應環境下，過渡金屬原子更容易進入WS2納米片。

具有鐵磁性的過渡金屬元素WS2納米材料可以作為載體，靶向傳遞藥物，也正是因為這個原因其也成為了近代醫學的一個熱門課題。Cheng等人以WS2為載體進行Fe、Co、 Ni、Mn、Gd原子摻雜，設計了一個可以廣泛應用的一步法進行金屬離子摻雜製備方法，並且能精確標定材料的組成。

在PEG（聚乙二醇）改性的Gd3+摻雜WS2中，摻雜的Gd3+離子在成像指導的癌症組合治療中提供強對比度，WS2的強NIR吸亮度能同時進行PA成像和PTT治療。 此外，W和Gd元素可以強烈衰減X射線輻射，以允許CT成像和RT的增強處理。這不僅有利於多功能納米藥劑在癌症診斷和有效的聯合治療方面的應用，以克服常規放射治療的局限性。並且，這種一步合成金屬離子摻雜的WS2納米結構的方法還可以應用於金屬離子摻雜其它二維材料的製備中，用於催化劑和能量存儲。

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