以过渡金属硫族化合物为代表的二维半导体材料因其原子级厚度和稳定性、独特的能带结构、优异的电学和光学性质受到研究者的广泛关注，是下一代电子、光电子器件的重要材料体系。采用化学气相沉积法可以制备大尺寸单晶二维过渡金属硫族化合物，但所得产物通常具有以硫空位为主且不均匀分布的晶格缺陷，进而影响了材料的电学和光学性质。如何建立新的生长方法，制备高质量、低缺陷的二维半导体是该领域的一大难题。

近日，清华大学深圳国际研究生院刘碧录教授团队发展了一种采用重凝硫源前驱体的化学气相沉积方法，实现了二硫化钨（WS₂）等多种高质量、低原子缺陷密度、高均匀性二维过渡金属硫族化合物材料的制备。

重凝硫源前驱体是通过对硫族元素单质粉末（如硫粉、硒粉）进行熔化-重凝预处理而获得。该类前驱体能够改善传统硫族元素单质粉末非均匀挥发的问题，实现化学气相沉积过程中硫族元素的稳定释放和供给，减少硫空位的形成。以单层二硫化钨为例，采用重凝硫源得到的单层材料具有均匀的荧光强度，低温光致发光光谱表明材料的发光以激子峰为主，半峰宽极窄，缺陷峰微弱，表明材料具有高光学质量和均匀性。通过透射电镜在原子尺度观察其晶格缺陷（硫空位），统计结果显示所得二硫化钨的边缘和内部缺陷浓度相近，且均较低，表明材料具有高结晶质量和均匀性。

这种使用重凝硫源的生长策略具有良好的重复性及普适性，可拓展至其他二维半导体的制备。该方法为高质量、高均匀性二维半导体材料可控制备提供了有效手段，有望推动其在电子学及光电子学等方面的应用。