过渡金属二硫化物(TMDs)的多态性和堆叠多型性

与石墨相比，过渡金属二硫化物 (TMDs) 表现出多样的多态性和堆叠多型性。这是因为单个 MX2 单层 (包含三层原子：X-M-X) 可以存在于两种不同的相之一。

多态性:

最常见的多态包括 1T、2H 和 3R，其中数字代表单元格中的 X-M-X 单元数，字母代表堆叠序列中的几何形状（三角形、六角形和菱形）。2H 多态具有三种不同的多型，即三种不同的堆叠序列。

堆叠多型性:

一个 TMD 可以以多种多态或多型的形式存在，这取决于其形成的历史。例如，天然的 MoS2 通常以 2H 相的形式存在，其中堆叠序列为 AbA BaB。然而，合成的 MoS2 通常包含 3R 相，其堆叠序列为 AbA CaC BcB。在这两种情况下，金属配位是三角棱柱形。类似地，第 4 族 TMDs 如 TiS2 假设 1T 相，其堆叠序列为 AbC AbC，金属的配位是八面体形。

单层 TMDs 的多态性:

需要强调的是，单层 TMDs 只有两种多态：三角棱柱形和八面体形。前者属于 D3h 点群，而后者属于 D3d 群。这些晶体相可以通过多种技术进行区分，包括高分辨率的环形暗场模式扫描透射电子显微镜观察。

相干界面:

最近的研究还指出，由于 MoS2 和 WS2 的 1H 相和 1T 相之间的晶格匹配，也可以形成相干界面。

应用潜力:

TMDs 的这种堆叠多样性和结晶多样性展现出了丰富的光学和电学特性，为光伏、电催化和晶体管等电子器件的应用提供了巨大的潜力。