Alloying/doping in 2D material is important due to wide range bandgap tunability. Increasing the number of components would increase the degree of freedom which can provide more flexibility in tuning the bandgap and also reduces the growth temperature. Here, synthesis of quaternary alloys Mo x W 1− x S 2 y Se 2(1− y ) is reported using chemical vapor deposition. The composition of alloys is tuned by changing the growth temperatures. As a result, the bandgap can be tuned which varies from 1.61 to 1.85 eV. The detailed theoretical calculation supports the experimental observation and shows a possibility of wide tunability of bandgap.

Abstract Alloying in 2D results in the development of new, diverse, and versatile systems with prospects in bandgap engineering, catalysis, and energy storage. Tailoring structural phase transitions using alloying is a novel idea with implications in designing all 2D device architecture as the structural phases in 2D materials such as transition metal dichalcogenides are correlated with electronic phases. Here, this study develops a new growth strategy employing chemical vapor deposition to grow monolayer 2D alloys of Re‐doped MoSe 2 with show composition tunable structural phase variations. The compositions where the phase transition is observed agree well with the theoretical predictions for these 2D systems. It is also shown that in addition to the predicted new electronic phases, these systems also provide opportunities to study novel phenomena such as magnetism which broadens the range of their applications.

Abstract Intrinsic magnetism in van der Waals materials has instigated interest in exploring magnetism
in the 2D limit for potential applications in spintronics and also understanding of novel
control of 2D magnetism by variation of layer thickness, gate tunability and magnetoelectric
effects. The chromium telluride (CrxTey) family is an interesting subsection of ferromagnetic
materials with high TC values, also presenting diverse stoichiometry arising from
self-intercalation of Cr. Apart from the layered CrTe2 system, the other non-layered CrxTey
compounds also offer exceptional magnetic properties and a novel growth technique to grow
thin films of these non-layered compounds offer exciting possibilities for ultrathin spin-based
electronics and magnetic sensors. In this work we have discussed the role of crystalline substrates
in CVD growth of non-layered 2D ferromagnets, where the crystal symmetry of the
substrate as well as the misfit and strain are the key players governing the growth mechanism
of ultrathin Cr5Te8, a non-layered ferromagnet. The magnetic studies of the as-grown Cr5Te8
revealed signatures of co-existing soft and hard ferromagnetic phases which makes this system
an intriguing system to search for emergent topological phases such as magnetic skyrmions.