刘碧录/柴国良Small: 2D MoO2/MoS2的空间受限生长，用于碱性电解质中高效析氢

基于2D材料的异质结构是通过堆叠或拼接单个2D层以在它们之间创建具有优异特性的界面来构建的。近日，清华-伯克利深圳研究院刘碧录和中科院福建物构所柴国良等开发了一种调整金属前体浓度的一步CVD方法，以在厘米级衬底上生长大量2D MoO₂/MoS₂异质结构，并且该材料在碱性条件下具有优异的HER性能。

研究人员实现了2D MoS₂、2D MoO₂和MoO₂/MoS₂垂直异质结构的可控生长，其中适当的间隙距离对于这种可控生长至关重要。研究人员首先使用横向力显微镜(LFM)来识别MoO₂/MoS₂异质结构中每种材料的位置，MoO₂位于MoS₂之上；拉曼和能量色散光谱(EDS)元素映射证实了2D MoO₂/MoS₂垂直异质结构的高度均匀性以及通过透射电子显微镜(TEM)和XRD证实了MoO₂/MoS₂材料的高结晶度。

最重要的是，在超薄MoO₂(金属)和MoS₂(半导体)之间构建的洁净界面会导致每个组分的电子结构不同。

理论计算结果表明，电荷在异质结构中原子厚度的MoO₂和MoS₂之间的界面处重新分布，这导致 MoO₂/MoS₂异质结构在碱性电解质中具有高的HER活性，在10 mA cm^-2电流密度下显示出60 mV的低过电位和47 mV dec^-1的Tafel斜率，超越大多数最先进的Mo基和TMDC基HER催化剂。该研究阐明了可控调制前驱体对二维材料及其异质结构生长的重要性，这可用于生长其他二维材料及其异质结构以扩展其应用。

Space-Confined One-Step Growth of 2D MoO₂/MoS₂ Vertical Heterostructures for Superior Hydrogen Evolution in Alkaline Electrolytes. Small, 2022. DOI: 10.1002/smll.202201051