Defect-assisted reversible phase transition in mono- and few-layer ReS2
Artikel i vetenskaplig tidskrift, 2025

2D transition metal dichalcogenide (TMD) materials have attracted interest due to their remarkable excitonic, optical, electrical, and mechanical properties, which are dependent on their crystal structure. Consequently, controlling the crystal structure of these materials is essential for fine-tuning their performance, e.g., linear and nonlinear optical, as well as charge transport properties. While various phase-switching TMD materials are available, their transitions are often irreversible. Here, we investigate the mechanism of a light-induced reversible phase transition in mono- and bilayer rhenium disulfide (ReS2). Our observations, based on transmission electron microscopy, nonlinear spectroscopy, and density functional theory, reveal a transition from the ground T ''\documentclass[12pt]{minimal} \usepackage{amsmath} \usepackage{wasysym} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsbsy} \usepackage{mathrsfs} \usepackage{upgreek} \setlength{\oddsidemargin}{-69pt} \begin{document}$${\rm{T}}<^>{\prime\prime}$$\end{document} (double-distorted T) to the metastable H '\documentclass[12pt]{minimal} \usepackage{amsmath} \usepackage{wasysym} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage{amsbsy} \usepackage{mathrsfs} \usepackage{upgreek} \setlength{\oddsidemargin}{-69pt} \begin{document}$${\rm{H}}<^>{\prime}$$\end{document} (distorted H) phase under femtosecond laser irradiation or influence of highly-energetic electrons. We show that the formation of sulfur vacancies facilitates this phenomenon. Our findings pave the way toward manipulating the crystal structure of ReS2 and possibly its heterostructures.

Författare

Georgii Zograf

Chalmers, Fysik, Nano- och biofysik

Andrew Yankovich

Chalmers, Fysik, Nano- och biofysik

Betül Kücüköz

Chalmers, Fysik, Nano- och biofysik

Abhay Vivek Agrawal

Nano- och biofysik DP

Aleksandr Poliakov

Chalmers, Fysik, Nano- och biofysik

Joachim Ciers

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Fotonik

Fredrik Eriksson

Chalmers, Fysik, Kondenserad materie- och materialteori

Åsa Haglund

Chalmers, Mikroteknologi och nanovetenskap, Fotonik

Paul Erhart

Chalmers, Fysik

Tomasz Antosiewicz

Chalmers, Fysik, Bionanofotonik

Uniwersytet Warszawski

Eva Olsson

Chalmers, Fysik, Nano- och biofysik

Timur Shegai

Chalmers, Fysik, Nano- och biofysik

NPJ 2D MATERIALS AND APPLICATIONS

2397-7132 (eISSN)

Vol. 9 1 3

Kvantplasmonik – en teknologi för foton-fotonväxelverkan på kvantnivå vid rumstemperatur

Vetenskapsrådet (VR) (2016-06059), 2017-01-01 -- 2022-12-31.

Avstämbara optiska resonatorer och metamaterial genom Casimir självmontering

Vetenskapsrådet (VR) (2022-03347), 2023-01-01 -- 2026-12-31.

Visualisering av stark växelverkan mellan ljus och materia genom NEX-GEN-STEM

Vetenskapsrådet (VR) (2020-04986), 2021-01-01 -- 2024-12-31.

Plasmon-exciton coupling at the attosecond-subnanometer scale: Tailoring strong light-matter interactions at room temperature

Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse (2019.0140), 2020-07-01 -- 2025-06-30.

Stark plasmon-exciton koppling för effektiva foton-foton interaktioner

Vetenskapsrådet (VR) (2017-04545), 2018-01-01 -- 2021-12-31.

Ämneskategorier (SSIF 2025)

Materialkemi

Subatomär fysik

Infrastruktur

Chalmers materialanalyslaboratorium

Myfab (inkl. Nanotekniklaboratoriet)

DOI

10.1038/s41699-025-00524-w

Mer information

Senast uppdaterat

2025-02-07