《自然—通訊》雜誌近日線上發表了中國科學院金屬研究所任文才研究組的一項成果，研究實現了高質量均一嚴格單層二硫化鎢（WS2）單晶和薄膜的低成本、大面積製備，為其在柔性電子/光電子器件以及穀電子和自旋電子器件領域的應用奠定了材料基礎。

 

科研人員發現，金是唯一在高溫下不與硫反應生成硫化物的金屬，並且具有催化活性，可有效降低三氧化鎢硫化過程的勢壘，且高溫下金中鎢原子的溶解度極低。

 

在此基礎上，他們提出採用金作為生長基體的表面催化常壓化學氣相沉積法，實現了高質量、均一單層的毫米級尺寸WS2單晶以及大面積薄膜的製備。研究發現，金的催化活性以及金中極低的鎢溶解度，保證了均一單層的高質量WS2晶體的生長。同時，可採用電化學鼓泡方法在不損壞金基體的情況下實現WS2的高質量轉移。該方法制得的單層WS2具有很高的結晶品質，表現出與機械剝離法制備的材料相比擬的光學和電學性質。

 

此外，研究提出了卷對卷與電化學鼓泡相結合的無損轉移方法，實現了大面積單層WS2薄膜到柔性透明基體上的低成本連續轉移。並實現了大面積柔性透明的單層WS2薄膜電晶體陣列的製備，彎折上百次後電學性能仍不發生衰減。