The phase transition in transition metal dichalcogenides has a significant effect on the electrical conductivity and thermal conductivity. Herein, the SnS2 phase transition was observed on the atomic scale by in situ scanning transmission electron microscopy. The 1T and 1H mixed phase was formed under in situ heating and electron beam irradiation. First principles calculations demonstrate that the phase transition between 1H and 1T occurs through multiple layers of phase transition rather than layer by layer. The bandgap of the mixed SnS2 phase was found to be much smaller than the reported pure 1T phase. Our results provide microscopic insights into the transformation mechanism and highlight how heating and irradiation can be used to tune the electrical transport property of layered tin chalcogenides.

1.
E.
Sutter
,
Y.
Huang
,
H.-P.
Komsa
,
M.
Ghorbani-Asl
,
A. V.
Krasheninnikov
, and
P.
Sutter
,
Nano Lett.
16
,
4410
(
2016
).
2.
T. A.
Ameen
,
H.
Ilatikhameneh
,
G.
Klimeck
, and
R.
Rahman
,
Sci. Rep.
6
,
28515
(
2016
).
3.
D.
Mao
,
X.
She
,
B.
Du
,
D.
Yang
,
W.
Zhang
,
K.
Song
,
X.
Cui
,
B.
Jiang
,
T.
Peng
, and
J.
Zhao
,
Sci. Rep.
6
,
23583
(
2016
).
4.
C. N.
Eads
,
D.
Bandak
,
M. R.
Neupane
,
D.
Nordlund
, and
O. L. A.
Monti
,
Nat. Commun.
8
,
1
(
2017
).
5.
D. A.
Racke
,
M. R.
Neupane
, and
O. L. A.
Monti
,
Phys. Rev. B
93
(
8
),
085309
(
2016
).
6.
7.
A. N.
Enyashin
,
L.
Yadgarov
,
L.
Houben
,
I.
Popov
,
M.
Weidenbach
,
R.
Tenne
,
M.
Bar-Sadan
, and
G.
Seifert
,
J. Phys. Chem. C
115
,
24586
(
2011
).
8.
C.
Xie
,
C.
Mak
,
X.
Tao
, and
F.
Yan
,
Adv. Funct. Mater.
27
,
1603886
(
2017
).
9.
J. W.
Seo
,
J. T.
Jang
,
S. W.
Park
,
C.
Kim
,
B.
Park
, and
J.
Cheon
,
Adv. Mater.
20
,
4269
(
2008
).
10.
H. S.
Song
,
S. L.
Li
,
L.
Gao
,
Y.
Xu
,
K.
Ueno
,
J.
Tang
,
Y. B.
Cheng
, and
K.
Tsukagoshi
,
Nanoscale
5
,
9666
(
2013
).
11.
J.
Xia
,
D.
Zhu
,
L.
Wang
,
B.
Huang
,
X.
Huang
, and
X.-M.
Meng
,
Adv. Funct. Mater.
25
,
4255
(
2015
).
12.
C.
Bacaksiz
,
S.
Cahangirov
,
A.
Rubio
,
R. T.
Senger
,
F. M.
Peeters
, and
H.
Sahin
,
Phys. Rev. B
93
,
125403
(
2016
).
13.
Y.
Sun
,
H.
Cheng
,
S.
Gao
,
Z.
Sun
,
Q.
Liu
,
Q.
Liu
,
F.
Lei
,
T.
Yao
,
J.
He
,
S.
Wei
, and
Y.
Xie
,
Angew. Chem., Int. Ed.
51
,
8668
(
2012
).
14.
X.
Zhang
,
F.
Meng
,
J. R.
Christianson
,
C.
Arroyo-Torres
,
M. A.
Lukowski
,
D.
Liang
,
J. R.
Schmidt
, and
S.
Jin
,
Nano Lett.
14
,
3047
(
2014
).
15.
T.
Zhou
,
K. W.
Pang
,
C.
Zhang
,
J.
Yang
,
Z.
Chen
, and
H. K.
Liu
,
ACS Nano
8
,
8323
(
2014
).
16.
H.
Mabiala Poaty
,
D.
Douma
,
B.
M'Passi Mabiala
, and
R. E.
Mapasha
,
J. Phys. Chem. Solids
120
,
211
(
2018
).
17.
L.
Wang
,
Z.
Xu
,
W.
Wang
, and
X.
Bai
,
J. Am. Chem. Soc.
136
,
6693
(
2014
).
18.
X.
Wang
,
X.
Shen
,
Z.
Wang
,
R.
Yu
, and
L.
Chen
,
ACS Nano
8
,
11394
(
2014
).
19.
Q.
Liu
,
X.
Li
,
Z.
Xiao
,
Y.
Zhou
,
H.
Chen
,
A.
Khalil
,
T.
Xiang
,
J.
Xu
,
W.
Chu
,
X.
Wu
,
J.
Yang
,
C.
Wang
,
Y.
Xiong
,
C.
Jin
,
P. M.
Ajayan
, and
L.
Song
,
Adv. Mater.
27
,
4837
(
2015
).
20.
D. H.
Keum
,
S.
Cho
,
J. H.
Kim
,
D.-H.
Choe
,
H.-J.
Sung
,
M.
Kan
,
H.
Kang
,
J.-Y.
Hwang
,
S. W.
Kim
,
H.
Yang
,
K. J.
Chang
, and
Y. H.
Lee
,
Nat. Phys.
11
,
482
(
2015
).
21.
Z.
Wang
,
Y. Y.
Sun
,
I.
Abdelwahab
,
L.
Cao
,
W.
Yu
,
H.
Ju
,
J.
Zhu
,
L.
Chu
,
H.
Xu
, and
K. P.
Loh
,
ACS Nano
12
,
12619
(
2018
).
22.
S.
Cho
,
S.
Kim
,
J. H.
Kim
,
J.
Zhao
,
J.
Seok
,
D. H.
Keum
,
J.
Baik
,
D.-H.
Choe
,
K. J.
Chang
,
K.
Suenaga
,
S. W.
Kim
,
Y. H.
Lee
, and
H.
Yang
,
Science
349
,
625
(
2015
).
23.
Y. C.
Lin
,
D. O.
Dumcenco
,
Y.-S.
Huang
, and
K.
Suenaga
,
Nat. Nanotechnol.
9
,
391
(
2014
).
24.
J.
Zhu
,
Z.
Wang
,
H.
Yu
,
N.
Li
,
J.
Zhang
,
J.
Meng
,
M.
Liao
,
J.
Zhao
,
X.
Lu
,
L.
Du
,
R.
Yang
,
D.
Shi
,
Y.
Jiang
, and
G.
Zhang
,
J. Am. Chem. Soc.
139
,
10216
(
2017
).
25.
K. A. N.
Duerloo
,
Y.
Li
, and
E. J.
Reed
,
Nat. Commun.
5
,
4214
(
2014
).
26.
S.
Song
,
D. H.
Keum
,
S.
Cho
,
D.
Perello
,
Y.
Kim
, and
Y. H.
Lee
,
Nano Lett.
16
,
188
(
2016
).
27.
Y.
Wang
,
J.
Xiao
,
H.
Zhu
,
Y.
Li
,
Y.
Alsaid
,
K. Y.
Fong
,
Y.
Zhou
,
S.
Wang
,
W.
Shi
,
Y.
Wang
,
A.
Zettl
,
E. J.
Reed
, and
X.
Zhang
,
Nature
550
,
487
(
2017
).
28.
K.
Silvan
,
K.
Hannu-Pekka
,
B.
Peter
, and
V. K.
Arkady
,
J. Phys. Chem. Lett.
8
,
13
(
2017
).
29.
X.
He
and
H.
Shen
,
Physica B
407
,
1146
(
2012
).
30.
S.
Acharya
and
O. N.
Srivastava
,
Phys. Status Solidi
56
,
K1
(
1979
).
31.
P.
Sinsermsuksakul
,
J.
Heo
,
W.
Noh
,
A. S.
Hock
, and
R. G.
Gordon
,
Adv. Funct. Mater.
1
,
6
(
2011
).
32.
L.
Yang
,
Q.
Fu
,
W.
Wang
,
J.
Huang
,
J.
Huang
,
J.
Zhang
, and
B.
Xiang
,
Nanoscale
7
,
10490
(
2015
).
33.
Q.
Fu
,
L.
Yang
,
W.
Wang
,
A.
Han
,
J.
Huang
,
P.
Du
,
Z.
Fan
,
J.
Zhang
, and
B.
Xiang
,
Adv. Mater.
27
,
4732
(
2015
).
34.
J. P.
Li
,
P.
Wu
,
F. J.
Lou
,
P.
Zhang
,
Y. W.
Tang
,
Y. M.
Zhou
, and
T. H.
Lu
,
Electrochim. Acta
111
,
862
(
2013
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.