飞秒激光相变WS₂

亚ppm氨气传感

用飞秒激光实现2M-WS₂到2H-WS₂的单晶到单晶相变，无需减薄或烧蚀，可制备高有序纳米周期相图案，并带来丰富的硫空位。

Guan, Yanchao · 丁烨 · 方宇强 · Wang, Genwang · Zhao, Shouxin · Wang, Lianfu · Huang, Jingtao · Chen, Mengxin · 郝娟媛 · 徐成彦 · 甄良 · Huang Fuqiang · 杨立 · 杨立军

Small 2023

参数信息

相变图案周期

435 nm

氨气检测限

0.1 ppm

响应时间

43 s

恢复时间

67 s

技术优势

不烧蚀不减薄

相变保持单晶形态，避免激光损伤，材料结构完整。

图案分辨率破纪录

实现435 nm的2H/2M纳米周期相变，超越现有激光相变尺寸极限，可制备高密度同质结。

室温氨气检测限低

相变后生成的硫空位作为活性位点，室温下检测限低于0.1 ppm，响应/恢复43/67 s。

应用场景

• 氨气传感器：可替代现有氨气传感器，用于室温低浓度检测。
• 气体传感：利用硫空位增强气体吸附，提升传感灵敏度。
• 二维材料器件：提供相变同质结，用于新型二维电子器件。
• 纳米光刻：用激光直写纳米相变图案，替代传统光刻。