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。
我们最近开发出了第一种非侵入性技术,它可以通过等离子体增强暗场 (DF) 纳米光谱在纳米尺度和环境条件下原位追踪材料形貌。[28–30] 在这里,我们利用纳米拉曼和纳米光致发光提供的附加功能对其进行扩展,以研究 MoS 2 中的切换机制。该方法的原理如图 1a 所示。将一个 80 nm 的金纳米粒子 (AuNP) 放置在金基底附近,用白光 (λ ≈ 400–900 nm) 照射,以在 AuNP 内产生等离子体共振 (单模),并在 AuNP 和基底之间的间隔物中产生等离子体共振 (间隙模式)。[31,32] 使用 DF 散射显微镜配置检测共振,间隙模式的波长和强度取决于间隔物的折射率、厚度和几何形状。 [31,32] 使用 AuNP 作为电开关的纳米尺寸(≈ 700 nm 2 )顶部触点 [29,33] 会导致纳米级开关通道内局部出现强场增强。这大大增强了拉曼和光致发光 (PL) 信号,[34] 方便地突出了原本无法检测到的纳米级开关动力学。文献中提出了许多针对 MoS 2 的开关机制,如表 1 所示。这些机制包括硫空位(VS)的迁移[3,9,10]、氧化 MoS 2 中氧的运动[6,12]、电荷捕获和脱捕获[2]、从半导体(2H)到金属(1T')的相变[4,7]、以及金属离子从电极中嵌入[5,13,17,18,20]。我们注意到,所有上述机制都会引起光信号(拉曼,PL)的变化,这些变化可以通过我们的实验能力检测到。特别是,通过透射电子显微镜(TEM)研究的所有 MoS 2 纳米片中都观察到的 VS 密度[36–38]与 ≈ 750 nm 处的 PL 峰[39,40]、MoS 2 的 A/B 激子的强度比[39,41]相关
诸如厚度相关的带隙,这对于硅以外的超大规模数字电子学、光电子学和能源应用具有吸引力。 [1] TMD 的无悬挂键结构为实现高质量范德华异质结构与块体半导体提供了独特的可能性,从而实现利用界面电流传输的先进异质结器件。 [2–5] 特别是,单层或几层 MoS 2 与宽带隙半导体(如 III 族氮化物(GaN、AlN 和 AlGaN 合金)和 4H-SiC)的集成,目前在光电子学(例如,用于实现覆盖可见光和紫外光谱范围的高响应度双波段光电探测器)[6–11] 和电子学(例如,用于实现异质结二极管,包括带间隧道二极管)中越来越受到关注。 [12–17]
,例如厚度依赖性带隙,对硅,光电子和能量应用以外的超缩放数字电子设备具有吸引力。[1] TMD的悬挂式无键结构提供了具有散装半导体的高质量范德华异质结构的独特可能性,用于实施高级异质结构设备,利用界面处利用当前的运输。[2-5]尤其是,单层或几层MOS 2与宽带gap半导管的整合,例如III III氮化物(GAN,ALN和ALGAN ALLOYS)和4H-SIC,目前是越来越多的兴趣的对象(例如,对于高反应性双音群的现象,都可以提高兴趣的对象紫外线),[6-11]和电子设备(例如,用于实现异缝二极管,包括带对带隧道二极管的二极管)。[12–17]
太阳能转化为电能是一种很有前途的清洁能源,可为未来更可持续的技术格局提供动力。尽管传统硅基太阳能电池得到了广泛应用,但不断提高太阳能转化为电能的转换效率仍然是一项艰巨的挑战。传统晶体硅 pn 结太阳能电池受到光生电子空穴对非辐射复合的困扰 [1],这严重限制了其太阳能转化为电能的效率。[2] 硅太阳能电池还需要使用更厚的层来实现更长的光路,从而获得更好的光吸收,这从根本上限制了它们在超紧凑和低质量太阳能电池设计中的应用。[3] 寻找超越传统硅 pn 结太阳能电池的新型纳米材料和器件结构仍然是一个悬而未决的研究挑战,迫切需要解决。
如今,可持续城市发展在改善人们的生活质量方面发挥着关键作用。这可以通过流动性转型来实现。因此,市政官员需要采取与交通相关的可持续发展决策。这项研究的主要目的是为市政官员提供新颖的决策辅助,以更好地理解和考虑市政交通系统的复杂性和相互依赖性。这使地方政客能够在早期阶段独立评估交通有效决策的复杂影响。为此,一个易于使用的 Web 应用程序正在开发中。
二维材料由于其超薄的厚度和超高的表面积与体积比而拥有奇特的物理和化学特性。单层过渡金属二硫化物 (TMDCs) 半导体表现出可调的光致发光 (PL),可以通过应变和掺杂等外部扰动来操纵。例如,单层 MoS 2 拥有应变可调的能带结构,表现出可用于光伏 [1] 的宽带光吸收和可用于量子信息 [2] 应用的有前途的单光子发射。单层 MoS 2 还表现出由化学 [3] 或静电掺杂 [4] 引起的接近 1 的 PL 量子产率,从而可以开发高效的发光二极管 [5] 或激光器 [6]。为了探测外部扰动,拉曼光谱是一种强大且非破坏性的工具,可以定量确定应变和掺杂对 MoS 2 的影响。尽管应变和掺杂对
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 )因其较大的带隙、良好的机械韧性和稳定的物理性能而受到研究者的广泛关注,成为下一代光电器件的理想材料。但较大的肖特基势垒高度( Φ B )和接触电阻是阻碍大功率 MoS 2 晶体管制备的障碍。详细研究了具有两种不同接触结构的 MoS 2 晶体管的电子传输特性,包括铜(Cu)金属-MoS 2 通道和铜(Cu)金属-TiO 2 -MoS 2 通道。通过调整金属和 MoS 2 之间的 TiO 2 夹层的厚度来优化接触。具有 1.5 nm 厚 TiO 2 层的金属-夹层-半导体(MIS)结构具有较小的肖特基势垒,为 22 meV。结果为设计 MIS 接触和界面以改善晶体管特性提供了参考。
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