强磁场下MX2（M=Mo，W；X=S，Se，Te）的晶相调控合成及微波吸收性能研究

Transition-metal dichalcogenides with the chemical formula of MX2 (M being Mo or W and X being S, Se, or Te) exist in different phases, such as 2H, and 1T, depending on the coordination modes between transition metal and chalcogen atoms. Phase-controlled synthesis of MX2 is of great interest due to the distinct properties of the different phases. However, it is challenging to prepare 1T metallic phase of MX2 due to their metastability. This project intends to adopt the high magnetic fields as a means to realize the phase-controlled synthesis of MX2 nanomaterials with different morphology. The stable, high-purity 1T phase MX2 and the 1T@2H MX2 heterojunction with different 1T phase contents will be obtained, and the microwave absorption properties of different crystal phases MX2 will be studied. Furthermore, the mechanism of strong magnetic fields in the process of crystal phase regulation will be revealed, and the relationship of the high magnetic fields, crystal phase, morphology and microwave absorption characteristics will be established. It will provide experimental and theoretical basis for the exploration of the mechanism of material growth under the high magnetic fields and the research for new microwave absorption materials.

过渡金属二硫属化合物MX2（M=Mo，W；X=S，Se，Te）由过渡金属原子和硫属元素原子之间，通过不同的配位模式形成不同的晶相，其中常见的两种晶相是金属原子的三角形棱柱（2H）和八面体（1T）配位。晶格结构的不同，导致这两种晶相的物理特性截然不同，因此MX2的晶相可控合成制备具有重要的意义。已有热力学研究表明，通常而言2H相是稳定相，而1T相是亚稳相，如何获得具有高稳定性的1T相MX2面临着挑战。本项目拟采取强磁场作为手段，实现不同微结构的MX2纳米材料的晶相可控合成，获得稳定、高纯的1T相MX2及不同1T相含量的1T@2H MX2异质结，进而研究不同晶相MX2的微波吸收性能，揭示强磁场下MX2体系晶相调控生长机制，构建强磁场---晶相---微结构---微波吸收特性之间的关联，为强磁场下材料生长机理的研究以及探索新型吸波材料提供实验和理论依据。

过渡金属二硫化物 MX2（M=Mo，W；X=S，Se，Te）是典型的多晶型材料，主要包含2H相和1T相，较2H相而言，1T相具有更优异的电磁特性，在电子功能材料的研究中具有广泛应用前景。然而1T相为亚稳相，在普通实验条件下很难获得。强磁场作为一种极端条件，为科学研究提供了特殊环境，处在其中的物质结构和物理化学转变过程都有可能发生改变。本项目重点开展强磁场下MX2的晶相调控合成及微波吸收性能研究，研究磁场对MX2体系晶相调控机制，构建强磁场---晶相---微波吸收特性之间的关联，为强磁场下材料生长机理的研究以及探索新型吸波材料提供实验和理论依据。在该项目的支持下，取得了一定的研究结果，主要有：(1)研制了一套强磁场下水热反应装置，该装置可开展强磁场下水热/溶剂热法制备纳米材料；(2)研究发现磁场可有效调控MoS2、WS2、MoSe2的物质相，获得稳定、高纯的1T相MX2及不同1T相含量的1T@2H MX2异质结；(3)研究发现1T@2H MX2吸波材料引入相界面极化效应，从而为电磁波的损耗提供了更多的损耗位点，有助于提升微波吸收性能，并首次提出首次提出晶相工程的介电调控策略；（4）研究发现对MoS2 进行Mo位掺W和S位掺Se均可引导部分1T相，并引起吸波性能的显著提升。（5）研究发现我们提出的“磁水热”方法也适用于强磁场下1T-MoS2基异质结构的构筑，并进一步提升其电磁损耗性能。（6）在磁控有序结构吸波器构筑方面开展了大量工作，并取得了较大进展。上述研究结果表明，强磁场可以当作一种手段，调控MX2的晶相、结构与微波吸收性能，对开展强磁场下的科学研究具有一定的参考意义。在项目资助下已发表SCI论文8篇。项目投入经费27万元，支出25.6389万元，各项支出基本与预算相符。