随着半导体器件向微型化和高集成化方向发展，传统三维（3D）铁电材料在厚度降低至纳米尺度以下时，因电荷屏蔽不全、表面重构、库伦作用弱化等原因，面临铁电性能衰减甚至消失的挑战。二维（2D）材料的兴起为克服这一问题提供了契机，尤其是过渡金属硫化物（如MoS2）凭借其层状结构和独特的面内-层间耦合特性，成为研究的热点。然而，目前大部分研究集中在通过减薄传统铁电体或调控材料本征结构实现铁电性，缺乏对“滑移铁电”机制的深入理解。自2017年首次在双层h-BN中提出滑移诱导铁电性以来，该机制已在多种2D材料中获得验证，并被认为是一种广泛适用的新型铁电模式。尽管层数和晶体相对滑移铁电性已有一定探索，但对堆叠方式对铁电性能影响的系统研究仍较匮乏，尤其缺乏对非中心对称堆叠构型控制策略与铁电性能之间结构-性能关系的深入揭示。基于此，天津大学胡文平教授、耿德超教授联合华中科技大学吴梦昊教授等人提出热梯度化学气相沉积（TGACVD）策略，实现了对三层MoS2晶体不同堆叠构型（AAA、AAB、ABB、ABA）的精准合成与滑移铁电性能调控。
本论文研究亮点主要包括：1、采用TGACVD方法，原位调控三层MoS2的堆叠顺序，实现AAA、AAB、ABB、ABA四种高质量构型的可重复制备。2、AAA构型极化强度达0.110 μC/cm²，且在10¹¹次极化翻转后无明显衰减，创2D铁电体系疲劳寿命新纪录。3、首次系统揭示多层MoS₂中堆叠序列与极化强度呈周期性峰谷变化的现象，并提出通用理论模型加以解释。
图1.三层MoS₂的滑移铁电机制与堆叠构型
本研究通过TGACVD实现了三层MoS2的精准堆叠调控，系统揭示了堆叠构型对滑移铁电性的决定性影响。AAA构型不仅展现最高极化值，还表现出前所未有的超高疲劳寿命，证明了堆叠工程在二维铁电材料性能优化中的巨大潜力。首次观察到的极化强度振荡规律，为2D铁电体系提供了新的结构—性能调控维度。
文献信息： https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adx8192
