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原子薄层的过渡金属二硫族化合物(TMD)以其独特的物理化学性质和在催化、传感、电子、能量转换和生物医学等领域的潜在应用，引起了广泛的研究兴趣。纳米材料的相工程作为一种新兴策略，能够合理地设计和合成具有非常规相的纳米材料，这对于调整纳米材料的物理化学性质和提高其在各种应用中的性能具有重要意义。然而，由于合成方法仍然存在合成条件苛刻和合成方案复杂等问题，目前亟需开发一种温和快速的方法来制备高相纯度的1Tˊ相的TMD。

近日，深圳理工大学（筹）、中国科学院深圳先进技术研究院丁峰教授，与香港城市大学张华教授合作，以1Tˊ-transition metal dichalcogenide monolayers stabilized on 4H-Au nanowires for ultrasensitive SERS detection为题，在Nature Materials上发文。(点击文末“阅读原文”阅读论文）

团队通过在油胺溶液环境和金纳米线上，成功制备出高相纯度的1Tˊ相的单层WS₂，WSe₂，MoS₂和MoSe₂等一系列TMD。这些1Tˊ相的TMD具有极佳的热稳定性，可以在600度的高温下保持结构稳定。此外，制备的4H-Au@1Tˊ-WS₂纳米线复合材料具有超高灵敏度的SERS性能，对R6G分子和新冠病毒蛋白等有机物有极强的拉曼增强信号，可以实现极低浓度下的分子检测。

图1. 4H-Au@1T’-WS₂合成和结构表征。

图2. 4H-Au@1T’-WS₂生长机理和稳定化。

这些TMD的1Tˊ相在常见环境中为亚稳相，容易相变为更稳定的1H相。实验制备出高稳定性的1Tˊ相不同寻常。丁峰教授团队基于理论计算，揭示了金衬底和还原性溶剂环境对TMD相可控生长的重要影响。

一方面，相比于1H相，1Tˊ相和金衬底的TMD有更强的相互作用，一定程度上稳定了1Tˊ相。电子结构计算表明，1Tˊ相的吸附导致了更为剧烈的界面电荷密度扰动。同时，晶体轨道哈密顿布居(COHP)分析表明，1Tˊ相的S/Se原子和金衬底有更强的成键相互作用。

另一方面，来自还原性溶剂分子的电荷转移进一步稳定了1Tˊ相的TMD。由于1Tˊ相比H相的电子亲和能更大，溶剂中的油胺分子作为电子施主，进一步稳定了1Tˊ相，并最终实现了两相稳定性的翻转。受这两方面的影响，实验制备得到了四种具有极高热稳定性的1Tˊ相TMD (WS₂，WSe₂，MoS₂和MoSe₂)。理论和实验结果的一致性，也说明了理论计算在预测材料设计方面的重要作用。

单层1Tˊ相TMD简单、快速的湿化学合成为批量制备铺平了道路。这一突破性技术的实现是相可控生长领域的里程碑式进展。金纳米线上1Tˊ相TMD材料的成功制备，有望应用于食品安全和环境污染等领域的细菌、病毒污染的监测。

文章共同通讯作者为丁峰教授和张华教授。该工作得到了国家自然科学基金等项目的资助。