โมลิบดีนัมไดซัลไฟด์: ไดคอลโคเจไนด์ของโลหะทรานซิชันสองมิติที่แนวหน้าของการหล่อลื่นที่เป็นของแข็ง, อิเล็กทรอนิกส์, และน้ำมันหล่อลื่นผงโมลิบดีนัมวัสดุควอนตัม

1. Crystal Framework และ Split Anisotropy

1.1 โพลีมอร์ฟ 2H และ 1T: ความเป็นคู่ทางสถาปัตยกรรมและดิจิทัล

(โมลิบดีนัมไดซัลไฟด์)

โมลิบดีนัมซัลไฟด์ (โมสสอง) คือไดคอลโคเจนไนด์ของเหล็กทรานซิชันแบบแยกส่วน (ทีเอ็มดี) โดยมีสูตรทางเคมีได้แก่ โมลิบดีนัม 1 อะตอม ประกบอยู่ระหว่างอะตอมกำมะถัน 2 อะตอมในรูปแท่งปริซึมแบบตรีโกณมิติประสานกัน, ก่อตัวเป็น S ที่มีพันธะโควาเลนต์– โม– แผ่นเอส.

ชั้นเดียวที่เฉพาะเจาะจงเหล่านี้ซ้อนกันในแนวตั้งและยึดติดกันโดยกองกำลัง van der Waals ที่อ่อนแอ, ช่วยให้สามารถเฉือนและขัดผิวได้ง่ายมากจนเหลือเพียงอะตอมบาง ๆ ในสองมิติ (2ดี) คริสตัล– ฟังก์ชั่นทางสถาปัตยกรรมหลักเพื่อหน้าที่ที่เป็นประโยชน์ที่หลากหลาย.

MoS ₂ มีอยู่ในโพลีมอร์ฟิกหลายประเภท, ความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์ที่สุดคือระยะ 2H ที่เป็นสารกึ่งตัวนำ (สมมาตรหกเหลี่ยม), โดยที่แต่ละชั้นจะแสดง bandgap เส้นตรงที่ ~ 1.8 eV ในรูปแบบชั้นเดียวที่เปลี่ยนไปเป็น bandgap ทางอ้อม (~ 1.3 อีวี) ขายส่ง, ปรากฏการณ์ที่สำคัญสำหรับแอปพลิเคชันออปโตอิเล็กทรอนิกส์.

ในทางกลับกัน, เฟส 1T ที่สามารถแพร่กระจายได้ (ความสมดุลของรูปทรงสี่เหลี่ยม) รับการประสานงานแบบแปดด้านและทำหน้าที่เป็นตัวนำโลหะเนื่องจากการมีส่วนร่วมของอิเล็กตรอนจากอะตอมกำมะถัน, ทำให้สามารถนำไปใช้ในปฏิกิริยาทางไฟฟ้าและสารประกอบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้.

การเปลี่ยนสถานะระหว่าง 2H และ 1T สามารถเกิดขึ้นได้ทางเคมี, เคมีไฟฟ้า, หรือผ่านการออกแบบแรงดัน, จัดหาแพลตฟอร์มที่ปรับแต่งได้สำหรับการออกแบบอุปกรณ์มัลติฟังก์ชั่น.

ความสามารถในการรองรับและจัดรูปแบบเฟสเหล่านี้เชิงพื้นที่ภายในเกล็ดเดี่ยวเปิดเส้นทางสำหรับโครงสร้างเฮเทอโรในระนาบที่มีโดเมนอิเล็กทรอนิกส์ที่ไม่ซ้ำกัน.

1.2 ข้อบกพร่อง, ยาสลบ, และรัฐข้างเคียง

ประสิทธิภาพของ MoS two ในการใช้งานเชิงเร่งปฏิกิริยาและดิจิทัลเป็นปัญหาระดับอะตอมและสารเจือปนที่ตระหนักรู้เป็นอย่างยิ่ง.

ปัญหาจุดโดยกำเนิดเช่นช่องเปิดของกำมะถันทำหน้าที่เป็นตัวให้อิเล็กตรอน, เพิ่มการนำไฟฟ้าชนิด n และทำงานเป็นเว็บไซต์ที่ใช้งานสำหรับปฏิกิริยาความก้าวหน้าของไฮโดรเจน (ของเธอ) ในการแยกน้ำ.

ปัญหาเส้นเขตแดนและแนวเมล็ดข้าวสามารถยับยั้งการขนย้ายค่าธรรมเนียมหรือสร้างเส้นทางนำไฟฟ้าในท้องถิ่นได้, ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าอะตอม.

การเติมสารควบคุมด้วยการเปลี่ยนแปลงโลหะ (เช่น, อีกครั้ง, ไม่มี) หรือชาลโคเจน (เช่น, ส) ช่วยให้ปรับแต่งกรอบวงได้อย่างละเอียด, ความเข้มข้นของผู้ให้บริการ, และผลการรวมวงโคจรหมุน.

อย่างมีนัยสำคัญ, ด้านข้างของนาโนชีตสองแผ่นของ MoS, โดยเฉพาะโลหะที่ปลายโม (10– 10) ขอบ, แสดงกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาที่ดีกว่าเครื่องบินฐานเฉื่อยอย่างมีนัยสำคัญ, สร้างแรงบันดาลใจให้กับโครงร่างของสารกระตุ้นที่มีโครงสร้างนาโนโดยใช้การสัมผัสขอบให้เกิดประโยชน์สูงสุด.

( โมลิบดีนัมไดซัลไฟด์)

ระบบที่ออกแบบข้อบกพร่องเหล่านี้เป็นตัวอย่างว่าการจัดการระดับอะตอมสามารถเปลี่ยนแร่ธาตุที่เกิดขึ้นตามปกติให้เป็นวัสดุในทางปฏิบัติที่มีประสิทธิภาพสูงได้อย่างไร.

2. กลยุทธ์การสังเคราะห์และการผลิตนาโนแฟบริเคชัน

2.1 แนวทางการผลิตจำนวนมากและฟิล์มบาง

โมลิบดีไนต์ธรรมชาติ, รูปแบบแร่ของ MoS ₂, มีการใช้จริงมานานหลายปีเพื่อเป็นสารหล่อลื่นที่แข็งแกร่ง, แต่การใช้งานในยุคปัจจุบันต้องการความบริสุทธิ์สูง, ชนิดเทียมควบคุมเชิงโครงสร้าง.

การสะสมไอสารเคมี (ซีวีดี) เป็นเทคนิคชั้นนำในการสร้างพื้นที่ขนาดใหญ่, ชั้นเดียวที่มีผลึกสูงและฟิล์ม MoS ₂ ไม่กี่ชั้นบนพื้นผิว เช่น SiO TWO/ Si, ไพลิน, หรือพอลิเมอร์ที่ปรับตัวได้.

ในโรคซีวีดี, สารตั้งต้นของโมลิบดีนัมและซัลเฟอร์ (เช่น, หมู่ที่สี่และผงเอส) ถูกระเหยเมื่อถูกความร้อน (700– 1000 ° C )ภายใต้สภาพแวดล้อมที่มีการควบคุม, ช่วยให้สามารถพัฒนาทีละชั้นด้วยมิติและการจัดตำแหน่งโดเมนที่ปรับแต่งได้.

การขัดผิวด้วยกลไก (“วิธีการสก๊อตเทป”) ยังคงเป็นมาตรฐานสำหรับตัวอย่างเกรดวิจัย, สร้างชั้นเดียวที่สะอาดเป็นพิเศษพร้อมข้อบกพร่องเล็กน้อย, แม้ว่าจะไม่มีการขยายขนาดก็ตาม.

การลอกแบบเฟสของเหลว, รวมถึงการผสมโซนิคหรือแรงเฉือนของผลึกมวลในตัวทำละลายหรือสารละลายลดแรงตึงผิว, สร้างการกระจายตัวของคอลลอยด์ของนาโนชีตไม่กี่ชั้นที่เหมาะสำหรับการตกแต่งขั้นสุดท้าย, คอมโพสิต, และสูตรหมึก.

2.2 การผสมผสานโครงสร้างแบบเฮเทอโรสตรัคชันและรูปแบบอุปกรณ์

ศักยภาพที่แท้จริงของ MoS ₂ เกิดขึ้นเมื่อรวมเข้ากับโครงสร้างเฮเทอโรโครงสร้างแนวตั้งหรือด้านข้างด้วยวัสดุ 2D อื่น ๆ เช่นกราฟีน, โบรอนไนไตรด์หกเหลี่ยม (h-BN), หรือ WSe ₂.

โครงสร้างที่แตกต่างของ van der Waals ช่วยให้สามารถจัดวางอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำระดับอะตอมได้, รวมถึงทรานซิสเตอร์แบบทันเนล, เครื่องตรวจจับแสง, และไดโอดเปล่งแสง (ไฟ LED), โดยที่สามารถสร้างค่าธรรมเนียมระหว่างชั้นและการถ่ายโอนพลังงานได้.

กลยุทธ์การทำลวดลายหินและการแกะสลักช่วยให้สามารถประดิษฐ์นาโนริบบอนส์ได้, จุดควอนตัม, และทรานซิสเตอร์สนามผล (FET) ด้วยขนาดช่องสัญญาณถึงหลายสิบนาโนเมตร.

การห่อหุ้มไดอิเล็กทริกด้วย h-BN ช่วยให้ MoS ₂ ปลอดภัยจากการถูกทำลายต่อสิ่งแวดล้อม และลดการแพร่กระจายค่าธรรมเนียม, เพิ่มความยืดหยุ่นของผู้ให้บริการและความปลอดภัยของเครื่องมืออย่างมาก.

ความก้าวหน้าในการก่อสร้างเหล่านี้มีความสำคัญต่อการเปลี่ยน MoS สองจากความอยากรู้ในห้องปฏิบัติการไปเป็นส่วนประกอบที่เป็นไปได้ในนาโนอิเล็กทรอนิกส์รุ่นต่อไป.

3. ลักษณะการทำงานและกลไกทางกายภาพ

3.1 นิสัยด้านไทรโบโลยีและการหล่อลื่นที่แข็งแกร่ง

หนึ่งในการใช้งานที่เก่าแก่และยาวนานที่สุดของ MoS ₂ เปรียบเสมือนน้ำมันหล่อลื่นแห้งที่แข็งแกร่งในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงซึ่งน้ำมันเหลวขาดตลาด– เช่นเครื่องดูดฝุ่น, ความร้อน, หรือสภาวะการแช่แข็ง.

ความต้านทานแรงเฉือนระหว่างชั้นที่ลดลงของโมฆะ van der Waals ช่วยให้เลื่อนระหว่าง S ได้ง่ายมาก– โม– เอสเลเยอร์, ทำให้ค่าสัมประสิทธิ์การถูลดลงเหลือ 0.03– 0.06 ภายใต้ปัญหาอุดมคติ.

ประสิทธิภาพของมันได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติมด้วยการยึดเกาะที่แข็งแกร่งกับพื้นผิวโลหะและความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันได้มากถึง ~ 350 ° C ในอากาศ, นอกเหนือจากนั้นรูปแบบ MoO ห้ายังช่วยเพิ่มการสึกหรอ.

MoS ₂ ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบการบินและอวกาศ, ปั๊มลม, และส่วนประกอบของปืน, โดยทั่วไปจะใช้เป็นการตกแต่งโดยการปั่นเงา, สปัตเตอร์, หรือการรวมคอมโพสิตเป็นเมทริกซ์โพลีเมอร์.

การศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่าความชื้นอาจทำให้การหล่อลื่นลดลงโดยการเพิ่มพันธะระหว่างชั้น, กระตุ้นให้เกิดการวิจัยเกี่ยวกับสารเคลือบที่ไม่ชอบน้ำหรือสารหล่อลื่นไฮบริดเพื่อความเสถียรต่อสิ่งแวดล้อมที่ดีขึ้น.

3.2 ข้อเสนอแนะทางอิเล็กทรอนิกส์และออปโตอิเล็กทรอนิกส์

เป็นสารกึ่งตัวนำแบบช่องว่างโดยตรงในประเภทชั้นเดียว, MoS ₂ แสดงปฏิสัมพันธ์ระหว่างสสารแสงที่เป็นของแข็ง, โดยมีค่าสัมประสิทธิ์การดูดซึมเกิน 10 ⁵ เซนติเมตร ⁻¹ และผลตอบแทนควอนตัมสูงในโฟโตลูมิเนสเซนซ์.

ทำให้เหมาะสำหรับเครื่องตรวจจับแสงแบบบางเฉียบที่มีเวลาการดำเนินการที่รวดเร็วและระดับความไวของบรอดแบนด์, จากที่มองเห็นไปจนถึงความยาวคลื่นใกล้อินฟราเรด.

ทรานซิสเตอร์สนามผลที่ใช้ MoS ₂ แบบชั้นเดียวสาธิตอัตราส่วนเปิด/ปิด > 10 แปดคนและรถเข็นคนพิการถึง 500 เซนติเมตร ²/ V · s ในตัวอย่างที่ถูกระงับ, แม้ว่าการโต้ตอบของสารตั้งต้นมักจะจำกัดมูลค่าเชิงปฏิบัติไว้ที่ 1– 20 ซม. สอง/ V · วินาที.

การรวม Spin-Valley, ผลกระทบของปฏิสัมพันธ์ของวงโคจรหมุนที่แข็งแกร่งและความสมดุลของการผกผันที่ถูกจับ, ช่วยให้ Valleytronics– กระบวนทัศน์ใหม่สำหรับข้อมูลที่จารึกการใช้ระดับความยืดหยุ่นในพื้นที่โมเมนตัม.

ปรากฏการณ์ควอนตัมเหล่านี้ทำให้ MoS ₂ เป็นตัวเลือกสำหรับตรรกะพลังงานต่ำ, หน่วยความจำ, และด้านคอมพิวเตอร์ควอนตัม.

4. การประยุกต์ใช้งานในด้านพลังงาน, การเร่งปฏิกิริยา, และเทคโนโลยีเกิดใหม่

4.1 ปฏิกิริยาด้วยไฟฟ้าสำหรับการตอบสนองวิวัฒนาการของไฮโดรเจน (ของเธอ)

MoS 2 ได้กลายเป็นตัวเลือกที่ไม่มีค่าที่น่าสนใจสำหรับแพลตตินัมในปฏิกิริยาวิวัฒนาการไฮโดรเจน (ของเธอ), ขั้นตอนสำคัญในกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสของน้ำเพื่อการผลิตไฮโดรเจนสีเขียว.

ในขณะที่เครื่องบินฐานมีปฏิกิริยาเฉื่อยแบบเร่งปฏิกิริยา, ตำแหน่งขอบและงานกำมะถันแสดงพลังงานอิสระในการดูดซับไฮโดรเจนที่ใกล้เคียงที่สุด (∆G_H * data 0), คล้ายกับปตท.

เทคนิคการสร้างโครงสร้างนาโน– เช่นการพัฒนานาโนชีตที่ยืดขึ้นและลง, ภาพยนตร์ที่มีข้อบกพร่องมากมาย, หรือยาลูกผสมที่มี Ni หรือ Co– เพิ่มความหนาของเว็บไซต์และการนำไฟฟ้าสูงสุด.

เมื่อรวมเข้ากับอิเล็กโทรดที่มีการค้ำจุนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า เช่น ท่อนาโนคาร์บอนหรือกราฟีน, MoS two บรรลุถึงความหนาแน่นที่มีอยู่สูงและความเสถียรที่ยาวนานภายใต้สภาวะที่เป็นกรดหรือเป็นกลาง.

ได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติมโดยการรักษาเสถียรภาพของแท่นโลหะ 1T, ซึ่งช่วยเพิ่มการนำไฟฟ้าภายในและเผยให้เห็นเว็บไซต์ที่มีพลังเพิ่มเติม.

4.2 อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อเนกประสงค์, เซนเซอร์, และอุปกรณ์ควอนตัม

ความยืดหยุ่นทางกล, ความโปร่งใส, และสัดส่วนพื้นผิวต่อปริมาตรที่สูงของ MoS two ทำให้ยอดเยี่ยมสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดหยุ่นและสวมใส่ได้.

ทรานซิสเตอร์, วงจรลอจิก, และเครื่องมือหน่วยความจำได้ถูกแสดงไว้บนพื้นพลาสติกจริงๆ, ช่วยให้หน้าจอแสดงผลสามารถโค้งงอได้, การแสดงสุขภาพ, และหน่วยตรวจจับ IoT.

หน่วยตรวจวัดก๊าซที่ใช้ MoS TWO แสดงความไวต่อ NO TWO ในระดับสูง, เอ็นเอชทู, และ H TWO O อันเป็นผลมาจากการถ่ายโอนบิลเมื่อมีการดูดซับโมเลกุล, ด้วยเวลาตอบสนองในอาร์เรย์ย่อยวินาที.

ในเทคโนโลยีควอนตัมสมัยใหม่, MoS สองโฮสต์ exciton และ trions ที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่นที่ระดับอุณหภูมิเยือกแข็ง, และสนามแม่เหล็กเทียมที่เกิดจากความเครียดสามารถดักจับพาหะได้, เปิดใช้งานตัวปล่อยโฟตอนเดี่ยวและจุดควอนตัม.

การเติบโตเหล่านี้เน้นย้ำให้ MoS 2 ไม่เพียงแต่เป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้งานได้จริงเท่านั้น แต่ยังเป็นระบบสำหรับตรวจสอบฟิสิกส์ที่จำเป็นในการวัดที่ย่อเล็กสุดอีกด้วย.

โดยสรุป, โมลิบดีนัมไดซัลไฟด์เป็นตัวอย่างของการผสานระหว่างวิทยาศาสตร์ผลิตภัณฑ์เหนือกาลเวลาและวิศวกรรมควอนตัม.

จากบทบาทในอดีตในฐานะสารหล่อลื่นไปจนถึงการปลดปล่อยสมัยใหม่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และระบบไฟฟ้าที่มีขนาดบางเป็นอะตอม, MoS ₂ ยังคงกำหนดขอบเขตของสิ่งที่เป็นไปได้ในรูปแบบผลิตภัณฑ์ระดับนาโนใหม่.

เป็นการสังเคราะห์, ลักษณะ, และความก้าวหน้าของเทคนิคการดูดซึม, ผลกระทบต่อวิทยาศาสตร์และนวัตกรรมมีแนวโน้มที่จะขยายตัวได้ดีขึ้นเช่นกัน.

5. ผู้ให้บริการ

TRUNNANO เป็นผู้ผลิตและผู้จำหน่ายสารประกอบโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ที่ได้รับการยอมรับทั่วโลกซึ่งมีมากกว่า 12 ความเชี่ยวชาญหลายปีในด้านวัสดุนาโนและสารเคมีอื่นๆ คุณภาพสูงสุด. บริษัทพัฒนาวัสดุผงและเคมีภัณฑ์หลากหลายชนิด. ให้บริการ OEM. หากคุณต้องการโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์คุณภาพสูง, โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเรา. คุณสามารถคลิกที่สินค้าเพื่อติดต่อเรา.
แท็ก: โมลิบดีนัมไดซัลไฟด์, นาโนโมลิบดีนัมซัลไฟด์, MoS2

บทความและรูปภาพทั้งหมดมาจากอินเทอร์เน็ต. หากมีปัญหาลิขสิทธิ์ใดๆ, โปรดติดต่อเราทันเวลาเพื่อลบ.

สอบถามเรา