1. Crystal Framework và phân chia bất đẳng hướng
1.1 Dạng đa hình 2H và 1T: Tính đối ngẫu về kiến trúc và kỹ thuật số
(Molypden Disulfide)
Molypden disulfua (MoS ₂) là một dichalcogenide kim loại dịch chuyển (TMD) với công thức hóa học bao gồm một nguyên tử molypden kẹp giữa 2 nguyên tử lưu huỳnh trong sự đồng bộ hóa lăng trụ lượng giác, tạo thành liên kết cộng hóa trị S– Mơ– tờ S.
Những lớp đơn riêng biệt này được xếp chồng lên nhau và được giữ với nhau bằng áp suất van der Waals yếu., cho phép cắt và tẩy lớp xen kẽ đơn giản để làm mỏng nguyên tử hai chiều (2D) tinh thể– một đặc điểm cấu trúc dẫn đến vai trò chức năng đa dạng của nó.
MoS hai tồn tại ở nhiều dạng đa hình, an toàn nhất về mặt nhiệt động là pha 2H bán dẫn (cân bằng lục giác), trong đó mỗi lớp hiển thị một dải băng thẳng ~ 1.8 eV ở loại đơn lớp chuyển sang dải tần gián tiếp (~ 1.3 eV) với số lượng lớn, một cảm giác quan trọng đối với các ứng dụng quang điện tử.
Mặt khác, pha 1T siêu bền (tỷ lệ tứ giác) bao gồm sự đồng bộ hóa bát diện và hoạt động như một chất dẫn kim loại do sự nhường electron từ các nguyên tử lưu huỳnh, cho phép ứng dụng trong xúc tác điện và vật liệu tổng hợp dẫn điện.
Sự thay đổi pha giữa 2H và 1T có thể được tạo ra về mặt hóa học, về mặt điện hóa, hoặc thông qua thiết kế căng thẳng, cung cấp một hệ thống có thể điều chỉnh để tạo ra các thiết bị đa chức năng.
Khả năng hỗ trợ và tạo khuôn mẫu cho các pha này theo không gian trong một lớp đơn độc mở ra con đường cho các cấu trúc dị thể trong mặt phẳng với các miền điện tử riêng biệt.
1.2 Khiếm khuyết, doping, và các quốc gia phụ
Hiệu quả của MoS hai trong các ứng dụng xúc tác và kỹ thuật số cực kỳ nhạy cảm với các vấn đề và tạp chất ở quy mô nguyên tử.
Các sai sót điểm cố hữu như các công việc lưu huỳnh đóng vai trò là nhà tài trợ điện tử, nâng cao độ dẫn loại n và hoạt động như các trang web hoạt động cho các phản ứng phát triển hydro (CÔ ẤY) trong quá trình tách nước.
Các vấn đề về ranh giới hạt và đường dây có thể cản trở việc vận chuyển chi phí hoặc phát triển các đường dẫn cục bộ, tùy thuộc vào thiết lập nguyên tử của họ.
Doping được quy định với thép shift (ví dụ., Nốt Rê, Nb) hoặc chalcogen (ví dụ., Se) cho phép tinh chỉnh cấu trúc dải, sự tập trung của nhà cung cấp dịch vụ, và kết quả ghép quỹ đạo quay.
Đáng kể, các cạnh của MoS hai tấm nano, đặc biệt là kim loại Mo-termen (10– 10) bên, cho thấy hoạt động xúc tác cao hơn đáng kể so với mặt phẳng cơ bản trơ, thúc đẩy việc bố trí các trình điều khiển có cấu trúc nano bằng cách tận dụng tối đa khả năng tiếp xúc trực tiếp ở cạnh.
( Molypden Disulfide)
Những hệ thống được thiết kế khiếm khuyết này minh họa chính xác cách thao tác ở cấp độ nguyên tử có thể biến đổi một khoáng chất xuất hiện tự nhiên thành một sản phẩm hữu ích hiệu suất cao..
2. Chiến lược tổng hợp và chế tạo nano
2.1 Kỹ thuật sản xuất màng mỏng và màng mỏng
molypdenit tự nhiên, loại khoáng sản MoS₂, đã được sử dụng trong nhiều năm như một chất bôi trơn mạnh mẽ, tuy nhiên các ứng dụng hiện đại đòi hỏi độ tinh khiết cao, các hình thức nhân tạo được kiểm soát có cấu trúc.
Lắng đọng hơi hóa chất (CVD) là kỹ thuật chiếm ưu thế để tạo ra diện tích lớn, màng đơn lớp có độ tinh thể cao và màng MoS ₂ vài lớp trên các chất nền như SiO TWO/ Si, ngọc bích, hoặc polyme dẻo.
Trong CVD, tiền chất molypden và lưu huỳnh (ví dụ., Bột MoO 4 và S) bị bay hơi ở nhiệt độ (700– 1000 ° C )trong môi trường kiểm soát, giúp tăng trưởng từng lớp với kích thước và hướng miền có thể điều chỉnh được.
Lột da cơ học (“phương pháp băng dính”) vẫn là tiêu chuẩn cho các ví dụ ở cấp độ nghiên cứu, tạo ra các đơn lớp siêu sạch với các sai sót cận biên, mặc dù nó không có khả năng mở rộng.
Lột da bằng pha lỏng, bao gồm cả siêu âm hoặc trộn cắt các tinh thể số lượng lớn trong dung môi hoặc chất hoạt động bề mặt, tạo ra sự phân tán keo của các tấm nano vài lớp thích hợp cho các lớp, hợp chất, và công thức mực.
2.2 Đồng hóa cấu trúc dị thể và tạo khuôn công cụ
Khả năng thực sự của MoS ₂ phát sinh khi được kết hợp ngay vào các cấu trúc dị thể dọc hoặc ngang với các vật liệu 2D khác như graphene, boron nitrit lục giác (h-BN), hoặc WSe hai.
Những cấu trúc dị thể van der Waals này giúp cho việc thiết kế các thiết bị chính xác về mặt nguyên tử có thể thực hiện được, bao gồm các bóng bán dẫn đường hầm, bộ tách sóng quang, và điốt phát quang (đèn LED), nơi có thể tạo ra điện tích giữa các lớp và truyền điện.
Phương pháp khắc và tạo mẫu in thạch bản cho phép sản xuất dải nano, chấm lượng tử, và các bóng bán dẫn hiệu ứng trường (FET) với chiều dài mạng xuống tới hàng chục nanomet.
Đóng gói điện môi bằng h-BN bảo vệ MoS ₂ khỏi sự phá hủy sinh thái và giảm sự tán xạ điện tích, cải thiện đáng kể sự di chuyển của nhà cung cấp và độ ổn định của thiết bị.
Những đột phá sản xuất này rất quan trọng để chuyển MoS ₂ từ mối quan tâm trong phòng thí nghiệm sang phần khả thi trong điện tử nano thế hệ tiếp theo.
3. Đặc điểm chức năng và cơ chế vật lý
3.1 Thói quen ma sát và bôi trơn rắn
Một trong những ứng dụng lâu đời nhất và lâu dài nhất của MoS 2 là bôi trơn rắn khô trong môi trường khắc nghiệt nơi dầu lỏng không hoạt động.– chẳng hạn như máy hút bụi, nhiệt độ cao, hoặc các vấn đề về đông lạnh.
Khả năng chịu lực cắt giữa các lớp giảm đi của không gian van der Waals cho phép trượt đơn giản giữa S– Mơ– lớp S, làm cho hệ số ma sát giảm đi 0,03– 0.06 trong điều kiện tối ưu.
Hiệu suất của nó được tăng cường hơn nữa nhờ độ bám dính chắc chắn với bề mặt thép và khả năng chống oxy hóa lên đến ~ 350 ° C trong không khí, ngoài mức đó sự hình thành MoO ₃ làm tăng độ mài mòn.
MoS ₂ thường được sử dụng trong các hệ thống hàng không vũ trụ, máy bơm chân không, và các bộ phận của súng, thường được sử dụng làm lớp phủ thông qua quá trình đánh bóng, sự phún xạ, hoặc sự thống nhất tổng hợp thành ma trận polymer.
Các nghiên cứu hiện nay cho thấy độ ẩm có thể làm suy giảm độ bôi trơn bằng cách tăng cường độ bám dính giữa các lớp, thúc đẩy nghiên cứu ngay vào các lớp kỵ nước hoặc các chất bôi trơn lai để đảm bảo an ninh môi trường tốt hơn.
3.2 Phản ứng kỹ thuật số và quang điện tử
Là chất bán dẫn có khe hở trực tiếp ở dạng đơn lớp, MoS ₂ thể hiện khả năng giao tiếp vật chất ánh sáng mạnh mẽ, với hệ số hấp thụ vượt quá 10 ⁵ cm ⁻¹ và năng suất lượng tử cao trong quá trình phát quang.
Điều này làm cho nó trở nên tuyệt vời cho bộ tách sóng quang siêu mỏng với thời gian phản ứng nhanh và độ nhạy băng thông rộng, từ bước sóng nhìn thấy được đến bước sóng hồng ngoại gần.
Các bóng bán dẫn hiệu ứng trường dựa trên MoS hai lớp đơn thể hiện tỷ lệ bật/tắt > 10 tám và tính linh hoạt của nhà cung cấp dịch vụ xấp xỉ 500 cm ²/ V · s trong các mẫu lơ lửng, mặc dù truyền thông cơ chất thường giới hạn giá trị thực tế ở mức 1– 20 cm HAI/ V · s.
Kết hợp thung lũng quay, hậu quả của tương tác quỹ đạo quay rắn và tỷ lệ nghịch đảo bị phá vỡ, giúp cho thung lũng điện tử có thể– một tiêu chuẩn duy nhất để ghi thông tin bằng cách sử dụng mức độ tự do trong phòng năng lượng.
Những cảm giác lượng tử này định vị MoS ₂ như một ứng cử viên cho logic năng lượng thấp, ký ức, và các phần tử máy tính lượng tử.
4. Ứng dụng trong điện, Xúc tác, và công nghệ phát sinh
4.1 Xúc tác điện cho phản ứng tiến bộ hydro (CÔ ẤY)
MoS 2 đã trở thành một giải pháp thay thế không quý giá đáng khích lệ cho bạch kim trong phản ứng phát triển hydro (CÔ ẤY), một quy trình thiết yếu trong điện phân nước để sản xuất hydro thân thiện với môi trường.
Trong khi mặt phẳng cơ bản trơ về mặt xúc tác, các vị trí cạnh và công việc lưu huỳnh thể hiện sự hấp phụ hydro gần như tối ưu, năng lượng hoàn toàn tự do (ΔG_H * ≈ 0), có thể so sánh với Pt.
Phương pháp cấu trúc nano– chẳng hạn như tạo ra các tấm nano thẳng đứng, phim giàu khiếm khuyết, hoặc các giống lai pha tạp Ni hoặc Co– tận dụng tối đa độ dày của vị trí hoạt động và độ dẫn điện.
Khi được tích hợp vào các điện cực có chất dẫn điện như ống nano carbon hoặc graphene, MoS 2 đạt được độ dày hiện tại cao và độ bảo mật lâu dài trong điều kiện axit hoặc trung tính.
Nhiều cải tiến hơn được thực hiện bằng cách duy trì giai đoạn 1T kim loại, giúp tăng cường độ dẫn điện nội tại và bộc lộ thêm các vị trí hoạt động.
4.2 Điện tử thích ứng, Cảm biến, và Thiết bị lượng tử
Tính linh hoạt cơ học, sự cởi mở, và tỷ lệ bề mặt trên thể tích cao của MoS2 khiến nó trở nên lý tưởng cho các thiết bị điện tử linh hoạt và có thể đeo được.
Transistor, mạch logic, và các thiết bị bộ nhớ đã được chứng minh trên nền nhựa, cho phép màn hình hiển thị có thể uốn cong, hiển thị sức khỏe, và cảm biến IoT.
Cảm biến khí dựa trên MoS ₂ hiển thị độ nhạy cao với NO ₂, NH BA, và H TWO O do chuyển hóa đơn khi hấp phụ phân tử, với thời gian phản hồi ở dạng dưới giây.
Trong công nghệ hiện đại lượng tử, MoS ₂ lưu trữ các kích thích và trion cục bộ ở mức nhiệt độ đông lạnh, và các vùng giả từ gây ra căng thẳng có thể bẫy các nhà cung cấp dịch vụ, cho phép phát xạ đơn photon và chấm lượng tử.
Những sự phát triển này làm nổi bật MoS 2 không chỉ là một vật liệu hữu ích mà còn là một hệ thống để khám phá vật lý cơ bản ở các kích thước nhỏ hơn.
Tóm tắt lại, molybdenum disulfide thể hiện sự kết hợp giữa nghiên cứu khoa học sản phẩm cổ điển và thiết kế lượng tử.
Từ vai trò cổ xưa của nó như một chất bôi trơn cho đến việc sử dụng hiện đại trong các thiết bị điện tử và hệ thống điện mỏng nguyên tử, MoS two tiếp tục xác định lại ranh giới của những gì khả thi trong thiết kế vật liệu cỡ nano.
Là tổng hợp, đặc tính, và phát triển các phương pháp đồng hóa, tác động của nó trong suốt nghiên cứu khoa học và công nghệ hiện đại được định vị để mở rộng hơn nữa.
5. Nhà phân phối
TRUNNANO là nhà sản xuất và cung cấp Molybdenum Disulfide được công nhận trên toàn cầu với hơn 12 nhiều năm kinh nghiệm về vật liệu nano chất lượng cao nhất và các hóa chất khác. Công ty phát triển các loại vật liệu bột và hóa chất. Cung cấp dịch vụ OEM. Nếu bạn cần Molybdenum Disulfide chất lượng cao, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi. Bạn có thể click vào sản phẩm để liên hệ với chúng tôi.
Thẻ: Molypden Disulfide, nano molypden disulfua, MoS2
Tất cả các bài viết và hình ảnh được lấy từ Internet. Nếu có vấn đề gì về bản quyền, vui lòng liên hệ với chúng tôi kịp thời để xóa.
Hỏi chúng tôi