二维过渡金属硫化物（2D TMDs）因其层状结构、可调带隙及良好的物理化学性质，在光电子器件、能量转换与存储、高灵敏度传感等领域展现出潜力。硫化铂（PtS）作为2D TMDs材料，其电子性质介于金属与小带隙半导体之间，且层数依赖性强。然而，天然PtS存在纯度低、合成压力高、层数不可控等难题，限制了其规模化应用。瑞禧生物通过定制化层数调控与掺杂工程，突破了传统制备技术的瓶颈，实现了PtS二维材料性能的按需设计，为光电探测、催化及生物传感等领域提供了高性能材料解决方案。

层数调控：从单层到晶圆级的多尺度制备

1. 层数依赖的物理化学性质

PtS的层状结构由S-Pt-S三明治层堆叠而成，层间通过范德华力结合。随着层数减少，量子限域效应增强，导致带隙从块体的0.8 eV（间接带隙）逐渐增大至单层的1.2 eV（直接带隙），同时载流子迁移率提升3-5倍。例如，4英寸晶圆级10 nm厚多层PtS薄膜在电催化析氢反应（HER）中表现出类贵金属催化性能，其Pt位点活性接近商业Pt纳米颗粒，但成本降低；而单层PtS在红外光电探测中响应度达0.5 A/W，较块体提升2个数量级。

2. 层数可控的制备技术

瑞禧生物采用化学气相沉积（CVD）与金属硫化策略，实现了层数的调控：

单层/少层制备：以蓝宝石或Si/SiO₂为衬底，通过控制Pt前驱体浓度与硫化温度（600-800℃），可获得0.3-3 nm厚单层或少层PtS。

多层/晶圆级制备：采用脉冲激光沉积（PLD）或热蒸发硫化法，在4英寸晶圆上生长10 nm级多层PtS薄膜。通过调节沉积速率（0.1-1 Å/s）与硫化时间（10-60 min），可实现厚度均匀性±5%的晶圆级材料。

掺杂工程：功能化改性的性能拓展

1. 过渡金属掺杂：提升催化活性

通过离子吸附-还原法，将Fe、Co、Ni等过渡金属掺入PtS晶格，可增强其电催化性能。

机制在于：

电子结构调控：掺杂原子引入额外d电子，优化Pt的d带中心位置，减弱H*吸附能；

表面活性位点增加：掺杂导致晶格畸变，暴露更多边缘活性位点。

2. 非金属掺杂：优化光电响应

S、N、P等非金属掺杂可调节PtS的带隙与载流子浓度。例如，N掺杂的PtS在可见光区（400-700 nm）吸收率提升，较未掺杂样品提高。

其原理为：

带隙窄化：N的p轨道与Pt的d轨道杂化，形成杂质能级，降低带隙；

缺陷态引入：N掺杂产生硫空位，作为载流子陷阱，延长光生载流子寿命。

3. 异质结构建：界面性能协同

将PtS与MoS₂、WS₂等二维材料复合，可构建异质结，实现能带匹配与电荷分离。

机制在于：

Type-II能带排列：PtS的导带底低于MoS₂，光生电子从MoS₂转移至PtS，空穴反向迁移，实现电荷高效分离；

界面应力工程：异质结界面产生晶格畸变，增强催化活性。