为了调整带隙(控制半导体导电性和光学特性的关键参数)，研究人员通常设计合金，这是一种将两种或多种材料组合在一起以实现原始材料无法实现的特性的过程。

但是通过合金化来设计传统半导体的带隙通常是一个猜谜游戏，因为科学家们还没有一种技术可以直接“查看”合金的原子是按特定模式排列还是随机分散。

现在，正如《物理评论快报》所报道的那样，由能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)材料科学部的高级教师科学家 Alex Zettl 和 Marvin Cohen 以及加州大学伯克利分校的物理学教授领导的研究小组——已经展示了一种新技术，可以设计提高下一代电子产品(如光电子、热电和传感器)半导体性能所需的带隙。

在目前的研究中，研究人员检查了由合金铼铌二硫化物制成的二维过渡金属二硫属化物 (TMD) 材料的单层和多层样品。

电子显微镜实验揭示了由铼和铌的金属原子在二维 TMD 合金的晶格结构中形成的蜿蜒条纹。

一项统计分析证实了研究小组的猜测——二维 TMD 合金中的金属原子更喜欢与其他金属原子相邻，“这与同类其他 TMD合金的随机结构形成鲜明对比， ”主要作者、加州大学伯克利分校 Zettl 实验室的博士后研究员 Amin Azizi 说。

加州大学伯克利分校科恩实验室的博士后研究员 Mehmet Dogan 在伯克利实验室的国家能源研究科学计算中心 (NERSC) 进行的计算表明，这种原子排序可以改变材料的带隙。

在伯克利实验室的高级光源进行的光谱测量表明，可以通过调整材料中的层数来额外调整 2-D TMD 合金的带隙。此外，单层合金的带隙与硅的带隙相似——这对于许多电子和光学应用来说“恰到好处”，Azizi 说。二维 TMD 合金还具有柔韧性和透明性的附加优势。

研究人员接下来计划探索基于二维 TMD 合金的新设备的传感和光电特性。