(或溶剂混合物),可进一步加工成可印刷或可涂覆的油墨。这些悬浮液的行为通常用 Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek (DLVO) 理论描述,[3] 这意味着悬浮液中纳米片的浓度有一个上限,超过该上限悬浮液就会变得不稳定。[4] 尽管如此,高浓度悬浮液(油墨)对于形成渗透粒子网络是必要的,[5] 并且满足高通量印刷和涂层方法的流变学要求(例如高粘度)。无论浓度如何,悬浮液在热力学上都是不稳定的,并且粒子倾向于通过聚集来降低其表面能。[6] 为了降低沉降速度,必须最小化溶剂和 2D 材料之间的表面能差异,[3] 这使得分散介质的选择限制为少数溶剂,而这些溶剂的溶解度范围可能不适合后续加工。在传统的油墨配方中,为了解决上述问题,将二维材料悬浮液加工成可印刷或可涂覆的油墨,需要使用表面活性剂、粘合剂和流变改性剂等添加剂。[7–10] 例如,需要高浓度的聚合物粘合剂(如70 mg mL-1乙酸丁酸纤维素)来将石墨烯油墨的粘度提高到适合丝网印刷的水平。[11] 由于典型的添加剂会对电子性能产生不利影响(例如,
二维(2D)材料表现出许多显着的物理特性,包括2D超导性,磁性和依赖层的带隙。但是,单个2D材料很难满足复杂的实际要求。通过Verti Cally堆叠不同种类的2D材料获得的异质结构,由于其丰富的电子特征,吸引了研究人员的注意力。使用异质结构,可以克服晶格匹配的约束。同时,已经探索了针对电子和光电设备的高应用电位,包括隧道晶体管,柔性电子和光电视。具体来说,通过插入的基于石墨烯的范德华异质结构(VDWH)正在涌现,以实现各种基于功能异质结构的电子设备。外延石墨烯下的插入原子可以有效地从底物中解脱石墨烯,并有望实现石墨烯中丰富的新型电子性能。在这项研究中,我们系统地回顾了基于石墨烯的VDWH中单元素插入的进展,包括互嵌套机制,互化修饰的电子特性以及2D互化异质结构的实际应用。这项工作将激发2D材料科学前沿中的边缘切割想法。
摘要:发现原子薄层的材料(例如石墨烯和过渡金属二分法生化剂)在二维中揭示了对新型基本物理和设备应用的独特探索。表征它们的晶体对称性和随后的电子性能是重要的,即实现这些降低的尺寸系统的全部潜力,从根本上讲,这从根本上决定了拓扑,手性和丰富的界面物理学。第二次谐波生成(SHG)是一种非线性光学效应,对晶体对称性和电子结构敏感,这被证明是捕获本质物理学的最强大但最简单的技术之一。另一方面,分层材料的2D性质具有多种外部刺激的物理性能,可以使其具有大量的可调性,这又为开发2D非线性光电应用程序铺平了道路。在这篇综述中,我们概述了使用第二次谐波生成光谱和显微镜检查的最新努力,以探测晶格结构和偶极性金属二甲硅烷和极性材料中的晶格结构和偶极极化。此外,涵盖了用于控制SHG的多种外部刺激,作为潜在的光电设备。我们以基于SHG光谱法的新兴磁磁和拓扑材料的探索方向的未来探索方向进行了结论。
graphyne和GraphDiyne纳米骨本在不同的应用中显示出明显的前瞻性。在电子设备中,他们提出了用于高性能纳米级设备的独特电子性能,而在催化中,它们的出色表面积和反应性将其对许多化学反应的有价值的催化剂提供了支持,从而有助于可持续能量和环境修复。拓扑指数(TIS)是数值不变的,可提供有关给定分子图的分子拓扑的重要信息。这些指数在QSAR/QSPR分析中至关重要,并且在预测各种物理化学特征方面起着重要作用。在本文中,我们提出了用于计算Graphyne和GraphDiyne Nanoribbons的基于反向(RR)学位拓扑指数的公式,包括RR Zagreb索引,RR Hyper-Zagreb索引,RR Hyper-Zagreb索引,RR忘记了RR INDEX,RR ATOM键连接性指数和RR GEEMETEX和RR GEEMETIC INDEX,以及RR GEEMETIC INDEX。我们还执行图理论分析和比较,以证明至关重要的意义并验证获得的结果。我们的发现提供了对这些纳米管的结构和化学特性的见解,并有助于开发各种应用的新材料。
目前对可降解亚胺基聚合物半导体分子设计原理的理解仅限于半结晶聚合物形态。在此,我们设计并合成了一类基于吲哚并二噻吩 (IDT) 单元的新型可降解纳米晶体半导体聚合物,所用方法比常用的 Stille 缩聚反应毒性更小。由于可降解 IDT 基聚合物薄膜缺乏长程有序性,我们表明,在保持与可降解半结晶二酮吡咯并吡咯 (DPP) 基对应物相似的电子性能的同时,可以实现增强的拉伸性。通过紫外-可见光谱、凝胶渗透色谱、核磁共振光谱和石英晶体微天平进行的降解研究表明,IDT 基聚合物的降解速度比半结晶 DPP 基聚合物快几个数量级(在溶液中数小时内,在薄膜中一周内)。此外,与半结晶 DPP 基聚合物相比,IDT 基聚合物可以在更温和的酸性条件(0.1 M HCl)下降解,这类似于人体内的酸性环境,并且允许从合成到降解的条件更加环保。我们的工作加强了我们对聚合物半导体结构-降解特性关系的理解,并为可触发、按需降解的瞬态电子器件铺平了道路。
对表现出非类量子效应的新型材料的探索继续带来许多惊喜。最近,例如,二维Moiré异质结构已成为中心阶段 - 最突出的双层石墨烯。在扭曲的双层石墨烯的最令人兴奋的特征中,观察到的强相关状态的出现,包括莫特绝缘子,超导性等。通常,二维材料的堆叠仅通过门掺杂或调谐扭曲角提供了前所未有的目标访问,以操纵电子性能。因此,它们能够对非常规的物质量子状态进行受控的工程,这不仅为强相关系统的基本方面开辟了新的观点,而且还构成了一种非常有希望的新型材料功能化的途径。在我的演讲中,我将介绍扭曲的双层石墨烯和相关Moiré异质结构的物理和最新发展。此外,我将解释在这种材料的复杂多体物理学的理论描述中必须应对的挑战。我将讨论现代功能方法如何提供一种多功能的工具包,以与密切相关的Moiré异质结构的许多通用和非宇宙方面联系,包括描述竞争相关性的描述,费米语表面的不稳定性,量子关键行为,以及Chern Insululators和Chern Insululators和Chern Insoluctators and topoldogical ofdodicaldodictive的可能出现。
石墨烯是在二维蜂窝晶格中排列的单层碳原子,由于其出色的热和电性能,引起了人们的重大关注。其高热电导率(约5000 W/m·K)实现有效的散热,使其成为增强电子设备中热管理的理想材料。石墨烯有效地进行热的能力在各种应用中都利用,包括散布器,热界面材料和复合材料,改善了电子产品(例如处理器和LED)的性能和可靠性。除了其热益处外,石墨烯还具有非凡的电导率,电子迁移率达到200,000cm²/v·s。这种特殊的电导率是由于该材料的DELACALIGETINACTRAIGEDI-π电子和最小散射,从而显着增强了电子成分的性能。石墨烯用于导电油墨,晶体管,超级电容器和电池,推动柔性电子,高速晶体管和能量存储技术的进步。尽管有优势,但仍在大规模生产和将石墨烯集成到现有技术中的挑战。需要解决与生产成本,材料质量以及与其他物质兼容性相关的问题。正在进行的研究重点是改善合成技术和探索新的应用,并有望在各个行业中产生变革性的影响。简介石墨烯的优质热和电气性能可在热耗散和电子性能方面进行实质性改进,并可能扩大其应用并增强技术创新。
分子电子性能在用金属原子键合时容易修改,这在很大程度上会阻碍分子电子设备的设计和工程。在这里,我们报告了通过使用低TEM Perature扫描隧道显微镜/光谱法(STM/STS)研究的金属接触中无人分子轨道的受保护的Elec Tronic结构。在AU(111),Dycyanovinyl-己二磷(DCV6T)分子中自组装成各种纳米结构,包括Au原子协调的链,其中轨道重新调整和重新分配被Au-Lig-Lig-Ligligand杂交所指示。相反,当DCV6T沉积之前,将钴原子沉积在AU(111)上时,形成了坐标协调的链。与CO原子的杂交导致配体处的带隙状态,这可能是由钴3D态和占据分子轨道的混合引起的。,STS的测量结果是,在轨道的空间分布和能量比对方面,最低的未占用分子轨道(Lumo)和Lumo + 1与CO原子中的DCV6T键合中表现出与未协调分子中的特征相同的特征。 我们的研究表明,可以通过调整金属/配体组合来保护金属中所需的轨道结构。,STS的测量结果是,在轨道的空间分布和能量比对方面,最低的未占用分子轨道(Lumo)和Lumo + 1与CO原子中的DCV6T键合中表现出与未协调分子中的特征相同的特征。我们的研究表明,可以通过调整金属/配体组合来保护金属中所需的轨道结构。
近年来,纳米级技术已成为材料科学和药物开发的最后边界[1]。纳米结构的碳质材料[2,3]在此中发挥了主要作用,例如碳纳米管和石墨烯(GF),因为它们的内在特性和易于功能化[4]。如今,石墨烯和相关材料代表了高性能碳材料中最先进的边界[5],欧盟研究委员会实施了强大的行动,名为EU石墨烯旗舰[6]。该计划旨在促进对石墨烯及其相关衍生物的基本调查,以确立欧洲社区的领域领导者[5]。这是这种同素异形的一原子厚的平面碳的最高特性,这些平面薄板紧紧地堆积在六边形细胞结构中[7]。石墨烯及其相关材料的特征可以在广泛的应用中被利用,以改善塑料[11,12]和金属[13,14]的机械鲁棒性和电子性能[8-10],即使以非常有限的量,其价格也不可忽略地忽略了其对尊重浓度的市场,因此它的价格也不可忽略。由于其高成本,石墨烯和相关材料不能用于廉价的大规模生产。但是,它们可以用于高核成本应用中,例如Frontier Medicine [24]。这个领域已被恶性疾病和对人类健康的越来越关注所增强。制药公司和学术机构已深深地致力于开车前往新设计的药物和程序的未达到的水平[25,26]。探索了大量可用的协议,新的途径[27,28],以开发用于药物输送的新的和创新的材料[29],再生医学[30],theragnognotakentic治疗[31]和组织修复[32]。
二维二硫键(WS 2)作为具有独特层依赖性电子和光电特性的半导体材料,在光电设备领域表现出了有希望的应用前景。晶圆尺度单层WS 2膜的制造目前是一个至关重要的挑战,可以推动其在高级晶体管和集成电路中的应用。化学蒸气沉积(CVD)是一种可行的技术,用于制造大面积,高质量的单层WS 2膜,但其生长过程的复杂性导致低生长效率和WS 2的薄膜质量不一致。为了指导实验性努力以减少WS 2中的晶界,从而提高了膜质量以提高电子性能和机械稳定性,本研究通过第一原则理论计算研究了CVD增长过程中WS 2的成核机制。通过将化学势视为关键变量,我们在不同的实验条件下分析了WS 2的生长能曲线。我们的发现表明,调节钨和硫的前体的温度或压力可以决定性地影响WS 2的成核速率。值得注意的是,成核速率在1250 K的钨源温度下达到峰值,而硫源温度的升高或压力降低可以抑制成核速率,从而增强单层WS 2的结晶度和均匀性。这些见解不仅为根据需要在实验中微调核定率提供了强大的理论基础,而且还提供了优化实验参数以完善单层WS 2膜的结晶度和均匀性的战略指导。这些进步有望在一系列高性能电子设备中加速WS 2材料的部署,这标志着材料科学和工业应用领域的显着迈步。