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Versatile Solution-Processed Synthesis of Two-Dimensional Ultrathin Metal Chalcogenides Following Frank–van der Merwe Growth
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2017-08-07 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsami.7b04765 Jia Zhang 1 , Ding-jiang Xue , Xiaojun Zhan , Zha Li , Dawen Zeng 1 , Huaibing Song 1
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2017-08-07 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsami.7b04765 Jia Zhang 1 , Ding-jiang Xue , Xiaojun Zhan , Zha Li , Dawen Zeng 1 , Huaibing Song 1
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Two-dimensional (2D) ultrathin metal chalcogenides represent a class of promising materials for various applications thanks to attractive physicochemical properties. However, a reliable pathway for fabricating ultrathin metal chalcogenides nanosheets, regardless of the bulk crystals of their 3D counterparts, still remains a challenge. Herein, we present a versatile solution-processed template synthesis strategy, in which a single molecular-level precursor anneals to ultrathin single-crystal nanosheets with the aid of lattice-matching templates, following the Frank–van der Merwe growth mode and featuring high quality, low cost, scalability, and processability. Following this strategy, Sb2S3, MoS2, and ZnS nanosheets are successfully prepared as representatives for materials whose bulk counterparts possess 1D, 2D, and 3D crystal structures, respectively, and the growth mechanism is confirmed by crystal mode analysis. As a proof-of-concept application, MoS2 and Sb2S3 nanosheets are used for gas sensor and flexible photodetector applications, respectively, which exhibit excellent performance. The method can also be easily extended to other ultrathin nanosheets like single metals, metal oxide, metal nitride, and heterostructures.
中文翻译：
Frank-van der Merwe增长之后的二维超薄金属硫属元素化物的多功能溶液处理合成
二维（2D）超薄金属硫属化物由于具有吸引人的理化特性，代表了一种有前途的材料，可用于各种应用。然而，无论其3D对应体的块状晶体如何，制造超薄金属硫族化物纳米片的可靠途径仍然是一个挑战。在这里，我们提出了一种通用的溶液处理模板合成策略，其中，遵循Frank–van der Merwe的生长模式并具有高品质，单分子级前体借助晶格匹配模板与超薄单晶纳米片退火。 ，低成本，可扩展性和可处理性。按照这种策略，Sb 2 S 3，MoS 2，并成功地制备了ZnS纳米片作为材料的代表，这些材料的整体对应物分别具有1D，2D和3D晶体结构，并且通过晶体模式分析确定了生长机理。作为概念验证应用，MoS 2和Sb 2 S 3纳米片分别用于气体传感器和柔性光电探测器应用，它们表现出出色的性能。该方法还可以轻松地扩展到其他超薄纳米片，例如单金属，金属氧化物，金属氮化物和异质结构。
更新日期：2017-08-07
中文翻译：
Frank-van der Merwe增长之后的二维超薄金属硫属元素化物的多功能溶液处理合成
二维（2D）超薄金属硫属化物由于具有吸引人的理化特性，代表了一种有前途的材料，可用于各种应用。然而，无论其3D对应体的块状晶体如何，制造超薄金属硫族化物纳米片的可靠途径仍然是一个挑战。在这里，我们提出了一种通用的溶液处理模板合成策略，其中，遵循Frank–van der Merwe的生长模式并具有高品质，单分子级前体借助晶格匹配模板与超薄单晶纳米片退火。 ，低成本，可扩展性和可处理性。按照这种策略，Sb 2 S 3，MoS 2，并成功地制备了ZnS纳米片作为材料的代表，这些材料的整体对应物分别具有1D，2D和3D晶体结构，并且通过晶体模式分析确定了生长机理。作为概念验证应用，MoS 2和Sb 2 S 3纳米片分别用于气体传感器和柔性光电探测器应用，它们表现出出色的性能。该方法还可以轻松地扩展到其他超薄纳米片，例如单金属，金属氧化物，金属氮化物和异质结构。
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