香港理工大學(xué)費林峰等首次采用基于MEMS技術(shù)的加熱樣品臺和原位高分辨透射電鏡（in-situ TEM）技術(shù)，實(shí)現了對硫化鉬納米片的成核和生長(cháng)過(guò)程的原子尺度實(shí)時(shí)觀(guān)察。相關(guān)結果表明，由固態(tài)前驅物分解結晶形成硫化鉬納米片的過(guò)程可分為兩步。首先在低溫階段，固態(tài)前驅物熱分解并形成垂直取向的硫化鉬團簇結構。該團簇通過(guò)逐層生長(cháng)（layer-by-layer growth）增大體積并轉換為水平取向硫化鉬。這一垂直-水平轉換過(guò)程是由硫化鉬團簇的表面能和硫化鉬/襯底的界面能在晶粒生長(cháng)過(guò)程中的相互競爭關(guān)系以及硫化鉬面內缺陷的修復協(xié)同作用而導致的。接著(zhù)在高溫階段，硫化鉬納米晶通過(guò)多種生長(cháng)路徑（包括Ostwald熟化和取向搭接）進(jìn)行水平方向的生長(cháng)，并最終形成六方形納米片。通過(guò)高分辨像等手段，生長(cháng)過(guò)程中結構的變化直觀(guān)、清晰。這一成果不僅為探索硫化鉬二維原子晶體的新奇物性及應用研究奠定了基礎，而且為進(jìn)一步研究其他新興的二維材料的生長(cháng)過(guò)程提供了一個(gè)可行的辦法。

    相關(guān)研究以“Direct TEM observations on growth mechanisms of two-dimensional MoS2 flakes”為題發(fā)表7月14日上線(xiàn)的Nature Communications上（DOI: 10.1038/ncomms12206）。論文主要由南昌大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院王雨教授與香港理工大學(xué)應用物理系柴揚教授兩個(gè)課題組合作完成，研究工作得到國家基金委、香港研究資助局(RGC)等項目資助。