12月6日，物联网工程学院万茜课题组（二维材料及器件联合实验室）与中山大学陈琨课题组合作，在二维过渡金属二硫化物(TMDCs)研究方面再次取得重要进展，研究成果以“Synthesis and Characterization of Metallic Janus MoSH Monolayer”为题，在线发表在《ACS NANO》(IF=15.881) (https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c08531)，这是该科研团队继今年3月份在《Advanced Materials》(IF=30.849)上发表论文后的又一项突破性工作。

“Janus”一词来源于罗马神话，Janus是罗马人的门神，也是罗马人的保护神。传说中，Janus拥有一前一后两副面孔：一副看着过去，一副看着未来。而两面神MoSH，就是指Mo原子层的上方由H原子层构成，下方则由S原子层构成，该结构打破了传统TMDCs的面外结构对称性，带有本征垂直电偶极子，在电子与光电子器件领域具有很大的应用前景。

该科研团队经过精确调控化学气相沉积(CVD)系统中的氢气等离子体处理工艺，将二维层状半导体材料MoS₂的上层S原子，逐步替换成H原子，并且保持下层S原子晶格不受破坏，该过程必须精确控制相关参数，包括氢气等离子体功率﹑时间﹑气压等。研制出的单原子层MoSH，采用飞行时间二次离子质谱仪（TOF-SIMS），高分辨透射电镜(HRTEM)，扫描电子显微镜(SEM)，原子力显微镜(AFM)，拉曼光谱(Raman)，光致发光光谱(PL)，以及开尔文探针力显微镜（KPFM），场效应晶体管（FETs）器件测试等微观与介观技术，进行了系统性的表征。研究表明，MoSH是费米面位于其导带内的金属性二维单原子层，其本征载流子浓度高达∼2 × 10¹³cm⁻²。该研究成果精确定位了研制Janus MoSH的生长窗口，并给出了对器件应用具有重要意义的基本电学参数；此外，金属性的2D Janus MoSH有望成为观察中红外区域表面离子体共振（SPR）的新型平台。

本研究工作得到了国家自然科学基金(61804067，51802360，62104165)，江苏省自然科学基金(BK20170193，BK20210713)，以及江苏省、无锡市相关人才项目资助。万茜副教授为该论文的第一作者（共一）、共同通讯作者，中山大学陈琨副教授为该论文的共同通讯作者。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c08531

二维金属性两面神MoSH的研制