洛桑联邦理工学院 亚历山大·拉德诺维奇、玛蒂娜·李特和张淼
荣誉:阿兰·赫尔佐格2021 EPFL 单层晶体通常被称为2D晶体或2D材料，具有单层规则原子结构的独特特性
结构越规则，晶体质量越高
在某些情况下，原子结构被重复到完美，但是大多数时候——就像自然界中通常的情况一样——有一些缺陷
二硫化钼(二硫化钼)是一种看起来像石墨的黑色晶体，是一种可能存在缺陷的层状晶体
“单层二硫化钼中的原子排列成三层，就像三明治一样——底层是硫原子，然后是一层金属原子，最后是另一层硫原子，”EPFL工程学院纳米生物学实验室主任亚历山大·拉德诺维克说
“但有时，一些硫原子缺失，导致晶体中出现空位缺陷
这种缺陷也是有益的
例如，它们催化水分解反应产生氢气，或者作为生物分子检测器的目标位置
这就是为什么我们对这些缺陷感兴趣，尤其是它们在液体中的行为
" 拉德诺维奇，还有博士后张淼，前哲学博士玛蒂娜·李特
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学生和合作者研究了二硫化钼样品，并开发了一种绘制液体中这类缺陷的方法，从而对材料的性质有了更好的理解
在电子显微术中，由于使用高能电子束，允许以极好的分辨率直接观察缺陷，需要真空环境
拉德诺维克说:“液体中的测量仍然具有挑战性。”
为了能够可视化液体中的缺陷位置，LBEN团队采用了光学显微镜成像模式，称为纳米形貌中的点积累
这项工作最近发表在美国化学学会纳米
揭示缺陷 因为单层二硫化钼晶体只有三层原子薄，它几乎是透明的，这使得科学家可以通过倒置显微镜上的薄玻璃盖玻片观察它
“我们把样品放在水溶液中，研究缺陷在液体环境中的活动，”李特说
然后，科学家们使用荧光硫醇探针来特异性结合硫空位
“通过将激光束对准样品，我们能够直接看到单个探针与缺陷的结合，并精确定位其位置，”张说
事实证明，这种结合在某些条件下是可逆的
通过在一段时间内对这种缺陷的随机瞬时结合进行成像，作为对PAINT策略的回忆，科学家们能够识别和计数晶体的缺陷，并量化其缺陷，所有这些都是在相对较大的范围内进行的
“通过这种方式，我们也可以观察缺陷是如何与环境相互作用的，”张说
改变材料的性质 硫空位是材料性质改变的结果
二硫化钼是一种半导体材料，用于制造电子器件的芯片
因此，拉德诺维奇团队进行的实验不仅是为了绘制缺陷图，也是为了研究材料修复缺陷的行为
拉德诺维克说:“不规则的原子结构改变了电子在材料内部的运动方式和材料的载流子迁移率。”
“因此改变了它的属性
" 虽然科学家们在这项研究中把重点放在二硫化钼上，但他们的方法也适用于同一家族中具有夹层原子结构的其他材料(过渡金属二硫化物)
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