硫化铂（PtS）作为一种过渡金属硫属化合物，因其层状结构、良好的电催化性能及光学特性，在能量转换、高灵敏度传感器及光电子器件等领域展现出潜力。然而，其热稳定性与相变行为作为决定器件可靠性与应用场景的关键因素，仍需系统研究。

一、热稳定性机制

PtS薄膜的热稳定性源于其晶体结构与化学键特性。与层状过渡金属硫化物（如MoS₂）不同，PtS具有类碘化镉的层状结构，铂（Pt）与硫（S）原子通过强共价键结合，形成稳定的六方晶系。这种结构在高温下表现出良好的抗变形能力，PtS的热稳定性与其表面态和缺陷态密切相关。

二、相变行为

PtS薄膜的相变行为涉及晶体结构从非晶态到晶态的转变，以及层间堆叠方式的调整。PtS的相变温度受薄膜厚度、衬底类型及制备工艺影响：

厚度依赖性：纳米级PtS薄膜（厚度<10 nm）因表面能主导，相变温度低于体材料。

衬底调控：生长于蓝宝石衬底的PtS薄膜因晶格匹配度较高，相变温度比Si/SiO₂衬底样品低约30℃。这归因于衬底诱导的界面应力释放，降低了晶态成核的能量壁垒。

制备工艺优化：通过脉冲激光沉积（PLD）制备的PtS薄膜，因高能粒子轰击引入的点缺陷，其相变温度比CVD样品低50℃。缺陷作为异质成核点，促进了晶态相的早期形成。

三、实验验证

为揭示PtS薄膜的热稳定性与相变机制，采用了一系列先进表征技术：

原位拉曼光谱：南方科技大学团队利用原位拉曼监测PtS薄膜在升温过程中的振动模式变化，发现B1g模式（对应Pt-S键伸缩振动）在200℃时强度突变，标志着晶态相的生成。

透射电子显微镜（TEM）：中科院深圳先进院团队通过高分辨率TEM观察到，PtS薄膜在相变后形成清晰的六方晶格条纹。

四、PtS薄膜的规模化应用仍面临挑战

大面积均匀性：当前CVD工艺制备的4英寸晶圆级PtS薄膜存在约15%的厚度波动，需优化气体流量控制与衬底旋转速度。

界面兼容性：PtS与常用半导体（如Si、GaAs）的晶格失配率超过5%，易导致界面缺陷，需开发缓冲层技术（如MoS₂/PtS异质结）以降低界面态密度。

长期稳定性：在潮湿环境（85% RH, 85℃）下，PtS薄膜的电导率会因表面氧化逐渐衰减，需通过原子层沉积（ALD）包覆Al₂O₃保护层以提升环境适应性。

PtS薄膜的热稳定性源于其强共价键结构与缺陷态辅助的载流子复合机制，而相变行为则受厚度、衬底及制备工艺的协同调控。通过原位拉曼、TEM及XPS等表征技术，其热响应机制，并验证了其在高温电子器件中的潜在应用。