二维材料具有独特的光电特性,是可调、高性能光电器件的有希望的候选材料,而这些光电器件对于光学检测和量子通信至关重要。[1–3] 为了实现二维纳米片的可扩展生产,液相剥离 (LPE) 已被广泛探索,但与微机械剥离相比,其电子性能往往会受到影响。[4–6] 在 LPE 中,块状晶体被剥离成几层纳米片,通常使用超声波能量在适当的溶剂和/或稳定剂存在下,然后通过离心选择尺寸。[7] 虽然单个 LPE 纳米片可能表现出很高的光电质量,但基于渗透纳米片薄膜的器件通常会存在纳米片之间较大的接触电阻。 [7–9] 降低片间电阻的一种策略是优化 LPE 工艺,以获得具有较大横向尺寸的高纵横比纳米片,从而减少片间连接的数量和
染料敏化太阳能电池(DSSC)一直是材料与能源领域的研究热点,这主要归功于其制备工艺简单、成本低廉、颜色多样、灵活性强等特点(Bajpai et al.,2011)。典型的DSSC由光阳极、电解液和对电极三部分组成。光阳极接收光子并发射电子到外电路(Hong et al.,2008),电子经过负载后通过对电极被送到电解液中,还原电解液中的I3−(Zhu et al.,2017)。Pt作为贵金属,凭借优异的导电性和催化性能,是目前传统对电极的主流选择(Ghosh et al.,2020),但Pt资源稀缺且价格昂贵,不利于DSSC的大规模生产(Hauch and Georg,2001)。此外,碘基电解液和空气对Pt也有腐蚀作用,缩短电池寿命(Olsen等,2000)。因此,寻找廉价、耐腐蚀的对电极替代材料十分必要(Sun等,2014)。石墨烯作为二维碳材料,因其电导率、多孔结构、比表面积、耐腐蚀等特性,在DSSC研究领域被广泛用作对电极(Kavan等,2011;Battumur等,2012;Liu等,2020a;Liu等,2020b;Liu等,2020c)。 Roy-Mayhew 观察到调整石墨烯中碳氧比例可提高电池效率(Roy-Mayhew et al.,2010)。Choi 等对石墨烯进行高温处理,并将其用于 DSSC 中,以提高效率(Choi et al.,2011)。近年来,将其他性能优异的材料与石墨烯复合成为研究热点(Peng et al.,2011;Wang et al.,2012)。Dou 等将 Ni12P5 粒子与石墨烯复合作为 DSSC 的对电极,获得了 5.7% 的效率,表明电化学性能有所提高(Dou et al.,2011)。Wen 等将 TiN 与氮掺杂的石墨烯复合材料用于提高电催化性能(Wen et al.,2011)。石墨烯与其他材料的复合材料已成为研究的热点(Peng et al.,2011;Wang et al.,2012)。
过渡金属二分法因其特性和维度的独特结合而在纳米级的各种应用中进行了研究。对于许多预期的应用,热传导起着重要作用。同时,这些材料通常包含相对较大的点缺陷。在这里,我们对内在和选择外部缺陷对MOS 2和WS 2单层的晶格导热率的影响进行系统分析。我们结合了Boltzmann运输理论和绿色基于功能的T -Matrix方法,以计算散射速率。缺陷配置的力常数是通过回归方法从密度功能理论计算获得的,这使我们能够以中等的计算成本采样相当大的缺陷,并系统地强制执行翻译和旋转声音总和规则。计算出的晶格导热率与MOS 2和WS 2的热传输和缺陷浓度的实验数据定量一致。至关重要的是,这表明可以通过点缺陷的存在来充分解释与晶状体导热率的1 /t温度依赖性的强偏差。我们进一步预测了固有缺陷的散射强度,以减小两种材料中两种材料中序列Vmo≈v= 2s> v = 2s> v s> s AD,而外部(ADATOM)缺陷的散射速率随着质量的增加而降低了外部(ADATOM)缺陷的降低。与较早的工作相比,我们发现固有和外在的正常都是相对较弱的散射体。我们将这种差异归因于翻译和旋转声音总规则的处理,如果没有强制,则可能导致零频率限制的虚假贡献。
摘要:在本研究中,我们展示了施加的机械应变与单层 MoS 2 光响应度增加之间的直接相关性。这表明拉伸应变可以提高单层 MoS 2 光电探测器的效率。在我们的设备中观察到的高光电流和延长的响应时间表明,设备主要受光电门控机制控制,施加拉伸应变时,这种机制变得更加突出。此外,我们已经证明,非封装的 MoS 2 单层可以在基于应变的设备中使用许多次循环和长时间,在环境条件下表现出耐久性而不会丧失功能。这种坚固性强调了 MoS 2 在进一步功能化和利用不同柔性传感器方面的潜力。关键词:MoS 2、应变、应变传感器、光电探测器、原子力显微镜、PL 光谱、光电流光谱
尽管目前正在探索SIC材料平台上几种新应用的开发,但仍被广泛认为是电力电子首选的材料。二维(2D)材料(例如石墨烯和钼二硫)(MOS 2)的整合提供了碳化硅(SIC)具有其他功能,从而可以扩大其应用范围。本文回顾了SIC上石墨烯和MOS 2的可扩展生长的最新方法,特别是在六边形多型上。还讨论了材料整合中的一些开放研究方向,例如使用外延石墨烯(Epi-Gr)作为van der waals(vdw)在SIC底物上的GAN或GA 2 O 3的外观上的相互膜,以及由epi-gr/SIC接口处的受封闭性外观的2D形式的GAN材料的生长。最后,提供了这些物质系统的最近提出的电子/光电应用的概述,特别是针对高频电子,量子计量,THZ和UV检测器的概述。这项工作可能是在这些开放研究方向上的硅碳化物社区的有用指南。
图2:(a)摩擦行为的系数显示MOS 2 -TI 3 C 2 t X固体润滑剂涂层在各种接触载荷下以0.1 m/s的单向滑动,作为干氮的滑动距离的函数。(b)稳态摩擦值与钢对钢,MOS 2-steel和ti 3 C 2 t x X-On-Steel引用并置。(c)在环境条件下在20 N和0.1 m/s下测量的摩擦系数与在干燥的氮条件下的摩擦相反,显示了湿度对摩擦学性能的影响。(d)钢基材上的涂料磨损是在相同距离滑动后正常负载的函数。摩擦被观察到随着正常载荷(接触压力)的增加而减小的,20 N测试条件超过了超级润滑性阈值的数量级(0.0034)。磨损率随着摩擦等负载的增加而降低。
暴露 [7] 或浸入水中时。 [8] 相比之下,据报道 MoTe 2 是反应性最强的 TMD 之一。 [9] 然而,人们对导致这些材料行为截然不同的原子级过程知之甚少。像差校正(扫描)透射电子显微镜 (STEM) 可以以亚秒级分辨率获取材料的精确原子结构。然而,用于成像的高能电子也会引起结构变化,正如已经在 MoS 2 和 MoTe 2 中证明的那样。在 MoS 2 中,连续的电子暴露会通过电子激发和连锁损伤的共同作用迅速导致硫空位 [10] 的形成,[11] 它们首先聚集成空位线,然后出现富含钼边缘的孔隙。 [12] 相反,大概由于 Te 的质量大于 S,连锁损伤被抑制,MoTe 2 中的空位形成速度明显较慢,从而可以在不去除原子的情况下发生动态相变。 [13] 尽管如此,在这两种材料长时间成像的过程中,结构变化是不可避免的。 因此,为了研究与氧化相关的结构变化,必须将它们与纯电子辐照引起的效应区分开来。 这就需要具有超高真空的仪器,并在成像过程中在样品周围引入受控的低压气氛。 [14] 此类实验已经表明,石墨烯中的化学蚀刻发生在氧分压 > 3 × 10 − 8 托时,[15] 远低于带有侧入支架的 TEM 仪器的典型压力,导致孔隙从缺陷位置开始生长。 [16] 原始石墨烯区域不受影响。 然而,对所有其他 2D 材料仍然缺乏类似的研究。在这里,我们使用同样的策略来比较低压(9 × 10 − 10 − 4 × 10 − 7 托)氧气气氛下悬浮的二维 MoS 2 和 MoTe 2 单层的行为,同时通过 STEM 进行原子分辨率成像。在电子辐照下,O 2 分子可以分裂成原子氧,从而将化学效应加速到实验可及的时间尺度。在我们的实验中,MoS 2 中的结构损伤与氧分压无关,显示出众所周知的[10,12,17]与电子束相关的空位产生以及随后的富钼边缘结构孔隙。相反,在 MoTe 2 中,不同氧气压力下的结构变化有明显差异。具体而言,在超高真空中,MoTe 2 中的损伤与 MoS 2 中的损伤相似,除了
摘要 二硫化钼 (MoS 2 ) 等二维 (2D) 纳米材料由于其出色的非线性光学响应而引起了广泛关注。在本研究中,我们使用模式不匹配的泵探测配置研究了 MoS 2 纳米薄片分散体中的热透镜形成。观察泵浦和探测光束强度模式可以直观地了解光热透镜形成的时间演变。利用热透镜光谱技术研究了 MoS 2 纳米薄片浓度对分散体热光特性的影响。此外,还提出了一种基于热光折射的测量热透镜尺寸的技术。热透镜区域尺寸随泵浦功率的增加而增加。观察到的热透镜调制被用于演示“常开”全光开关,该开关显示出泵浦光束对输出光束信号的出色调制。
摘要:范德华 (vdW) 材料的垂直堆叠为二维 (2D) 系统的研究带来了新的自由度。层间耦合强烈影响异质结构的能带结构,从而产生可用于电子和光电子应用的新特性。基于微波显微镜研究,我们报告了门控二硫化钼 (MoS 2 )/二硒化钨 (WSe 2 ) 异质结构器件的定量电成像,这些器件在传输特性中表现出有趣的反双极效应。有趣的是,在源漏电流较大的区域,n 型 MoS 2 中的电子和 p 型 WSe 2 段中的空穴几乎平衡,而异质结构区域的移动电荷则耗尽。局部电导的空间演变可以归因于沿 MoS 2 − 异质结构 − WSe 2 线的横向能带弯曲和耗尽区的形成。我们的工作生动地展示了新传输行为的微观起源,这对于充满活力的范德华异质结研究领域非常重要。关键词:范德华异质结构、微波阻抗显微镜 (MIM)、反双极效应、能带排列、耗尽区
摘要 基于 Kretschmann 的表面等离子体共振 (K-SPR) 传感器采用等离子体金 (Au) 层上的多层石墨烯和二硫化钼 (MoS 2 ) 结构进行乙醇检测。在这种配置中,最小反射率与 SPR 角度的 SPR 光谱用于确定灵敏度、检测精度和质量因数作为主要品质因数 (FOM)。石墨烯和 MoS 2 均用作混合检测层,以使用有限差分时间域 (FDTD) 增强乙醇传感性能。多层石墨烯/Au 和 MoS 2 /Au 传感器在 785 nm 光波长下的最大灵敏度分别为 192.03 ◦ /RIU 和 153.25 ◦ /RIU。在使用 K-SPR 技术进行材料表征方面,在金上化学气相沉积 (CVD) 生长的石墨烯厚度为 1.17 nm,在光波长为 670 nm 和 785 nm 时实折射率和虚折射率分别为 2.85、0.74 和 3.1、1.19。
