作為過渡金屬硫族化合物的典型層狀材料,二碲化鎢(WTe2)具有與石墨烯(C)和二硫化鎢(WS2)相似的層狀結(jié)構(gòu),即層與層之間是靠范德瓦爾斯相互作用耦合的,每一層都會沿著c軸堆疊,層內(nèi)上下碲原子層中間是鎢原子層,鎢原子和碲原子之間用共價鍵連接,一個鎢原子被6個碲原子和兩個鎢原子包圍。結(jié)構(gòu)的特殊性,賦予了WTe2材料良好的熱學、力學、光學、電學和化學等性能,使之廣泛應(yīng)用于光電領(lǐng)域。

二碲化鎢結(jié)構(gòu)圖
具體來說,二碲化鎢材料具有非常高的不飽和磁阻,優(yōu)異的拓撲絕緣性、超導電性和熱電性等特點。研究表明,該材料是一種能經(jīng)電子調(diào)諧轉(zhuǎn)換為超導體的拓撲絕緣材料,也就是說在常規(guī)電場效應(yīng)的作用下,WTe2材料的拓撲絕緣性和超導性可以互相轉(zhuǎn)化。
另外,二碲化鎢材料還是一種能金屬一樣導電的半金屬/準金屬。研究者發(fā)現(xiàn),從1開爾文到液氮溫度(-196℃),WTe2的單層晶體會經(jīng)歷拓撲絕緣、超導和金屬態(tài)3種相態(tài)。相變由外加電壓驅(qū)動,并隨著溫度和電子濃度的變化而發(fā)生改變。
導電性是指物體傳導電流的能力。WTe2材料具有良好的導電性,而廣泛應(yīng)用于晶體管、相變存儲器、電容器和傳感器中。另外,在電催化析氫領(lǐng)域也受到高度關(guān)注。據(jù)悉,使用水熱法和化學氣相沉積法相結(jié)合的工藝制造出來的WTe2納米片的導電性更好,電子傳輸效率更高。

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