胶体二维金属硫族化合物：结构各向异性的实现与应用

由于空间限域效应，二维金属硫族化合物表现出非凡的光学响应与载流子传输能力。基于溶液的合成技术，如胶体热注射与离子交换，为制备此类低维半导体纳米晶提供了一种经济高效的方法。多年来，胶体化学的发展使得合成多种超薄胶体纳米片成为可能，包括纤锌矿型与闪锌矿型 CdSe、岩盐型 PbS、黑磷型 SnX（X=S 或 Se）、六方铜硫族化合物、硒化物乃至 MoS2 等过渡金属二硫族化合物（TMD）。通过改变实验条件并施加带有特定官能团的封端配体，可精确调控这些胶体金属硫族化合物晶体的维度、几何形状及其光学性质。本文综述了二维胶体金属硫族化合物（CMC）的合成进展以及基于光谱学或器件相关测量的性质表征。这些发现揭示了其在光伏、光电子与自旋电子学等领域巨大的应用前景。具体而言，本文讨论了二维 CMC 的形成机制。研究发现，胶体纳米晶向二维形状的生长要么需要本征结构不对称性，要么需要共存配体分子的辅助，后者作为层状双层模板或通过选择性吸附对晶体进行“刻面”。通过对这些二维 CMC 进行光学表征，尤其是超快光谱测量，揭示了其独特的电子与激子特征。