摘要：2025年2月10日，北京航空航天大学宫勇吉教授团队在国际顶级期刊Nature Synthesis发表题为《Synthesis of two-dimensional transition metal phosphorous chalcogenides and

二维多组分材料（2DMCMs）因其维度相关的特性而备受关注。

然而，传统的合成策略由于反应路径复杂且不稳定，阻碍了对其性能的研究。

2025年2月10日，北京航空航天大学宫勇吉教授团队在国际顶级期刊Nature Synthesis发表题为《Synthesis of two-dimensional transition metal phosphorous chalcogenides and their high-entropy alloys》的研究论文，阙海峰和李泌轩为论文共同第一作者，宫勇吉教授为论文通讯作者。

宫勇吉，北京航空航天大学教授，博士生导师，国家级青年人才，入选2017福布斯中国30位30岁以下精英榜，现任北京航空航天大学材料科学与工程学院副院长。2011年在北京大学获学士学位，2015年在美国莱斯大学获博士学位，2016-2017年在美国斯坦福大学从事博士后研究，师从崔屹院士。

宫勇吉教授的主要研究方向为二维材料的合成、规模化及其在新能源、信息器件方面的应用，包括锂金属电池、半导体器件等。

在这里，作者报道了一种空间受限化学气相传输方法，用于合成无相分离和成分不均匀的高质量2DMCMs，并利用该方法成功制备了12种过渡金属磷硫族化合物及其合金（多达九种元素）。

通过将化学气相传输与受限生长空间相结合，实现了均匀且可控的气相环境和选择性横向生长，从而实现包括高熵合金在内的精确成分控制和组分一致性。

合成的CuInP2S6在室温下表现出铁电性，具有清晰的电滞回线和可切换的极化，表明通过引入镍异质原子可以进一步调节合成晶体的质量及其性能。

此外，过渡金属磷硫族化合物的反铁磁性也可以通过引入异质原子进行调节。

作者的方法为合成高质量2DMCMs并精确调控其成分提供了新的途径，增加了复杂化学计量二维材料的可用性，有助于探索其成分与性能之间的关联及潜在的物理机制。

图1：通过SCCVT的合成机理及合成过程

图2：直接合成的二维TMPCs及其合金的化学分析结果

图3：九元高熵合金NiaFebMncIndCoeZnfPSgSe3−g的结构表征和成分一致性

图4：通过该方法合成的单晶的物理性质

综上，作者通过将CVT与受限生长空间相结合，能够直接合成12种高质量的二维过渡金属磷硫族化合物（TMPCs）及其高熵合金。

即使是包含九种元素的复杂二维系统，仍然可以保持均匀的元素分布，这是以往的方法难以实现的。

利用这一方法，作者通过简单地调整前驱体元素的比例即可实现精确的成分控制，大大降低了相关性能研究和器件开发的难度。

除此之外，该方法在控制元素成分方面的优势可能为非常规相结构（如亚稳相和超晶格）的开发带来机会。

Que, H., Li, B., Sun, L. et al. Synthesis of two-dimensional transition metal phosphorous chalcogenides and their high-entropy alloys. Nat. Synth (2025). https://doi.org/10.1038/s44160-025-00737-3.

来源：华算科技