二维硫族化合物是二维材料大家族中一个非常重要的分支，涵盖了半导体、磁性材料，超导体等材料门类，有巨大的应用前景，从而引起了广泛的关注。层状硫族化合物块材作为二维硫族化合物的母体，是许多二维硫族化合物研究的起点；其高质量单晶的生长有举足轻重的意义。因此我们特邀新加坡刘政团队为本刊撰写综述性文章（英文），系统阐述真空系统中层状硫族化合物晶体固态合成的几种常用方法，并且对二维硫族化合物的调控以及可能的应用做回顾和展望。在当前二维硫族化合物研究蓬勃发展的背景下，这篇从母体单晶合成、物性调控角度所做的综述内容详实，分析全面，为二维材料领域的研究者们提供了一个及时的总结。
二维过渡金属二硫化物（TMD）晶体是一种新兴的类石墨烯材料。其性质独特，在能量存储、纳米电子、催化、传感器、医疗健康等领域皆有广泛的应用前景。真空固态反应法是生长高质量二维TMD晶体的一种强有力工具，此方法大大推动了二维TMD晶体的基础研究和应用探索。近日，南洋理工大学段瑞焕、刘政等人在《真空科学与技术学报》上发表综述文章，总结了在真空系统中生长高质量二维TMD晶体的方法，讨论了影响二维TMD晶体尺寸、形态和晶相的因素，以及二维TMD晶体的物理性质，最后对真空固态反应法在二维TMD晶体生长中的应用进行了展望。
TMD晶体是典型的层状材料，层内具有强共价键，而在层间表现为弱范德华相互作用，因此通常可用液相剥离（LE）或机械剥离（ME）的方法来制备超薄的TMD材料。液相剥离法是一种制备二维纳米材料的重要方法，主要包括掺杂法、离子交换、超声分离等。机械剥离是另一种快速获得超薄二维材料的方法，在剥离过程中只依靠剪切力而没有用到其它化学试剂，即可得到单层或多层的二维材料。真空固态反应已普遍应用于二维 TMD的晶体生长，主要包括化学气相传输（CVT）和助熔剂法。在CVT反应过程中，一些关键因素，包括温度，传输剂，初始原始反应物的比例，会影响所得到二维TMD材料的尺寸，质量，形态和多型性。类似地，在助熔剂法中，影响最终产物的因素包括冷却速率，初始反应物的比例，助熔剂的性质和温度等。
随着二维TMD晶体领域的快速发展，对新合成方法的需求日益迫切，同时需要系统地研究这些晶体的合成机理，以实现大尺寸、高质量二维TMD晶体的受控合成。CVT和助熔剂法已被证明在二维TMD晶体的生长中具有巨大潜力，这些方法将在二维TMD晶体基础研究和应用中发挥重要作用，带来更多有趣的发现。
更多内容请见《真空科学与技术学报》第41卷，1期，1-21页。
DOI: 10.13922/j.cnki.cjovst.202012044
引用格式：R. Duan, Y. Deng, J. Yang, and Z. Liu, High-quality 2D TMD Crystals Synthesized by Solid-state Reaction in Vacuum System and Their Applications. Chinese Journal of Vacuum Science and Technology, 41, 1, 1 (2021)
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刘政教授于 2005 年本科毕业于南开大学，2010 博士毕业于中科院国家纳米中心，博士导师孙连峰教授，之后在美国 Rice 大学进行博士后研究。2013 年年底，入职新加坡南洋理工大学材料科学与工程学院和电子电气工程学院。现任南洋理工大学材料科学与工程学院副教授、新加坡材料学会讲席教授。目前的主要研究方向为二维材料的合成以及器件和能源方面的应用。所获奖项包括：世界科技奖能源类最终提名，新加坡国立基金会会士， 南洋助理教授，新加坡青年科学家奖，ICON-2DMAT 青年科学家，Asia’s Rising Scientists, Nano Research Young Star Editors，南洋研究奖，高被引科学家等。
全文链接：https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.5177.TB.20210121.1505.001.html?uid=WEEvREcwSlJHSldSdmVqelcxUzhKZjk2S2Fzck1HUkZPeWlYMUtkenN6QT0%3D%249A4hF_YAuvQ5obgVAqNKPCYcEjKensW4IQMovwHtwkF4VYPoHbKxJw!!
