מאָליבדענום דיסולפידע: א צוויי-דימענשאַנאַל יבערגאַנג מעטאַל דיטשאַלקאָגענידע בייַ די פראָנטיער פון האַרט לובריקיישאַן, עלעקטראָניקס, און קוואַנטום מאַטעריאַלס מאָליבדענום פּודער שמירעכץ

1. קריסטאַל פראַמעוואָרק און ספּליט אַניסאָטראָפּי

1.1 די 2H און 1T פּאָלימאָרפס: אַרקאַטעקטשעראַל און דיגיטאַל דואַליטי

(מאָליבדענום דיסולפידע)

מאָליבדענום דיסולפידע (MOS TWO) איז אַ שפּאַלטן יבערגאַנג שטאָל דיטשאַלקאָגענידע (TMD) מיט אַ כעמישער פאָרמולע אַרייַנגערעכנט איין מאָליבדענום אַטאָם סאַנדוויטשד צווישן צוויי שוועבל אַטאָמס אין אַ טריגאָנאַל פּריזמאַטיק קאָואָרדאַניישאַן, פאָרמירונג קאָוואַלענטלי בונד S– מאָ– ז שיץ.

די ספּעציפיש מאָנאָלייַערס זענען פּיילד ווערטיקלי און געהאלטן מיט יעדער אנדערע דורך שוואַך וואן דער וואַאַלס פאָרסעס, אַלאַוינג זייער גרינג ינטערלייַער שערן און עקספאָולייישאַן אַראָפּ צו אַטאָמישלי דין צוויי-דימענשאַנאַל (2ד) קריסטאַלז– אַ אַרקאַטעקטשעראַל פֿונקציע הויפּט צו זייַן וועריד נוציק דוטיז.

MoS ₂ יגזיסץ אין קייפל פּאָלימאָרפיק מינים, די מערסט טהערמאָדינאַמיקאַללי פעסט איז די סעמיקאַנדאַקטינג 2H בינע (כעקסאַגאַנאַל סימעטריע), ווו יעדער שיכטע ווייזט אַ גלייַך באַנדגאַפּ פון ~ 1.8 eV אין מאָנאָלייַער טיפּ וואָס טראַנזישאַנז צו אַ ומדירעקט באַנדגאַפּ (~ 1.3 eV) כאָולסייל, אַ דערשיינונג וויטאַל פֿאַר אָפּטאָעלעקטראָניק אַפּלאַקיישאַנז.

אויף די אנדערע האַנט, די מעטאַסטאַבאַל 1 ט פאַסע (טעטראַגאָנאַל וואָג) נעמט אויף אַן אָקטאַהעדראַל קאָואָרדאַניישאַן און אַקט ווי אַ מעטאַלליק אָנפירער ווייַל פון עלעקטראָן צושטייַער פון די שוועבל אַטאָמס, מאכן עס מעגלעך פֿאַר אַפּלאַקיישאַנז אין עלעקטראָקאַטאַליסיס און קאַנדאַקטיוו קאַמפּאַונדז.

בינע טראַנזישאַנז צווישן 2H און 1T קענען זיין ינדוסט כעמיש, עלעקטראָטשעמיקאַללי, אָדער דורך דרוק פּלאַן, צושטעלן אַ טונאַבאַל פּלאַטפאָרמע פֿאַר דיזיינינג מולטיפונקטיאָנאַל דעוויסעס.

די פיייקייט צו שטיצן און מוסטער די פייזאַז ספּיישאַלי אין אַ יינזאַם פלייק אָפּענס פּאַטס פֿאַר העטעראָסטראַקטשערס אין פלאַך מיט יינציק עלעקטראָניש דאָומיינז.

1.2 חסרונות, דאָפּינג, און זייַט שטאַטן

די פאָרשטעלונג פון מאָס צוויי אין קאַטאַליטיק און דיגיטאַל אַפּלאַקיישאַנז איז העכסט באַוווסטזיניק אַטאָמישע וואָג ישוז און דאָפּאַנץ.

ינייט פונט פּראָבלעמס אַזאַ ווי שוועבל אָופּאַנינגז אַקט ווי עלעקטראָן קאַנטריביאַטערז, רייזינג n-טיפּ קאַנדאַקטיוואַטי און ארבעטן ווי אַקטיוו וועבסיטעס פֿאַר הידראָגען אנטוויקלונג ריאַקשאַנז (איר) אין וואַסער ספּליטינג.

קערל געמארקן און שורה פראבלעמען קענען אָדער צאַמען אָפּצאָל אַריבערפירן אָדער פּראָדוצירן היגע קאַנדאַקטיוו פּאַטס, פאַרלאָזנ אויף זייער אַטאָמישע קאַנפיגיעריישאַן.

רעגיאַלייטאַד דאָפּינג מיט טוישן מעטאַלס (ע.ג., רע, נ.ב) אָדער טשאַלקאָגענס (ע.ג., Se) אַלאַוז פיין-טונינג פון די באַנד פריימווערק, שפּייַזער קאַנסאַנטריישאַן, און ספּין-אָרביט קאַמביינינג רעזולטאַטן.

באטייטיק, די זייטן פון מאָס צוויי נאַנאָשיץ, דער הויפּט די מעטאַל מאָ-טערמאַנייטיד (10– 10) עדזשאַז, ווייַז באטייטיק גרעסער קאַטאַליטיק טעטיקייט ווי די ינערט בייסאַל אַעראָפּלאַן, ינספּירינג די אויסלייג פון נאַנאָסטרוקטורעד סטימיאַלאַנץ מיט בעסטער נוצן פון ברעג ויסשטעלן.

( מאָליבדענום דיסולפידע)

די דעפעקט-ענדזשאַנירד סיסטעמען ביישפילן ווי אַטאָמישע מאַניפּיאַליישאַן קענען טוישן אַ נאָרמאַל כאַפּאַנינג מינעראַל אין אַ הויך-פאָרשטעלונג פּראַקטיש מאַטעריאַל.

2. סינטעז און נאַנאָפאַבריקאַטיאָן סטראַטעגיעס

2.1 פאַרנעם און דין-פילם מאַנופאַקטורינג אַפּראָוטשיז

נאַטירלעך מאָליבדענייט, די מינעראַל פאָרעם פון MoS ₂, איז פאקטיש געניצט פֿאַר יאָרן ווי אַ שטאַרק לובע, אָבער מאָדערן אַפּלאַקיישאַנז דאַרפן הויך ריינקייַט, סטראַקטשעראַלי קאַנטראָולד קינסטלעך מינים.

כעמישער פארע דעפּאַזישאַן (CVD) איז די לידינג טעכניק פֿאַר דזשענערייטינג גרויס-שטח, הויך-קריסטאַלליניטי מאָנאָלייַער און ווייניק-שיכטע מאָס ₂ פילמס אויף סאַבסטרייץ אַזאַ ווי SiO TWO / Si, שאַפיר, אָדער אַדאַפּטאַבאַל פּאָלימערס.

אין CVD, מאָליבדענום און שוועבל פּריקערסערז (ע.ג., מאָאָ פיר און ז פּודער) זענען וואַפּאָריזעד בייַ היץ (700– 1000 ° סי )אונטער קאַנטראָולד ינווייראַנמאַנץ, אַלאַוינג שיכטע-דורך-שיכטע אַנטוויקלונג מיט טונאַבאַל פעלד ויסמעסטונג און אַליינמאַנט.

מעטשאַניקאַל עקספאָולייישאַן (“סקאָטש טייפּ צוגאַנג”) האלט צו זיין אַ נאָרמאַל פֿאַר פאָרשונג-מיינונג סאַמפּאַלז, דזשענערייטינג הינטער-ריין מאָנאָלייַערס מיט מאַרדזשאַנאַל פלאָז, כאָטש עס טוט נישט האָבן סקאַלאַביליטי.

פליסיק-פאַסע פּילינג, אַרייַנגערעכנט סאָניקאַטיאָן אָדער שערן בלענדינג פון מאַסע קריסטאַלז אין סאָלוואַנץ אָדער סורפאַקטאַנט סאַלושאַנז, דזשענערייץ קאַלוידאַל דיספּערזשאַנז פון ווייניק-שיכטע נאַנאָשיץ פּאַסיק פֿאַר פינישינגז, קאַמפּאַזאַץ, און טינט פאָרמיוליישאַנז.

2.2 העטעראָסטראַקטשער קאָמבינאַציע און מיטל מוסטער

אמת פּאָטענציעל פון MoS ₂ ימערדזשיז ווען ינקאָרפּערייטיד רעכט אין ווערטיקאַל אָדער לאַטעראַל העטעראָסטראַקטשערז מיט פאַרשידן אנדערע 2 ד מאַטעריאַלס אַזאַ ווי גראַפענע., כעקסאַגאַנאַל באָראָן ניטרידע (h-BN), אָדער WSe ₂.

די העטעראָסטרוקטורעס פון Van der Waals געבן די אויסלייג פון אַטאָמישע פּינטלעך דעוויסעס, אַרייַנגערעכנט טאַנאַלינג טראַנזיסטערז, פאָטאָדעטעקטאָרס, און ליכט-ימיטינג דיאָדעס (לעדס), ווו ינטערלייַער אָפּצאָל און מאַכט אַריבערפירן קענען זיין קראַפטעד.

ליטאָגראַפיק מוסטערונג און עטשינג סטראַטעגיעס געבן די פאַבריקיישאַן פון נאַנאָריבאַנז, קוואַנטום דאַץ, און פעלד-ווירקונג טראַנזיסטערז (FETs) מיט קאַנאַל סיזעס צו טענס פון נאַנאָמעטערס.

דיעלעקטריק ענקאַפּסולאַטיאָן מיט h-BN סיקיורז MoS ₂ פון ינווייראַנמענאַל צעשטערונג און דיקריסאַז די פאַרשפּרייטן פון אָפּצאָל, באטייטיק בוסטינג די בייגיקייט פון די סערוויס שפּייַזער און די זיכערהייט פון מכשירים.

די קאַנסטראַקשאַן אַדוואַנסיז זענען וויטאַל פֿאַר יבערגאַנג מאָס צוויי פון לאַב נייַגעריקייַט צו פיזאַבאַל קאָמפּאָנענט אין ווייַטער-דור נאַנאָעלעקטראָניק.

3. פאַנגקשאַנאַל פֿעיִקייטן און גשמיות מעקאַניזאַמז

3.1 טריבאָלאָגיקאַל געוווינהייטן און שטאַרק לובריקיישאַן

צווישן די אָולדאַסט און מערסט ענדיורינג אַפּלאַקיישאַנז פון MoS ₂ איז ווי אַ טרוקן שטאַרק לובע אין עקסטרעם ינווייראַנמאַנץ ווו פליסיק אָילס פאַלן קורץ– אַזאַ ווי וואַקוום קלינער, היץ, אָדער קריאָגעניק טנאָים.

די רידוסט ינטערלייַער שערן שטאַרקייט פון די וואן דער וואַאַלס פּאָסל פּערמיץ זייער גרינג סליידינג צווישן S– מאָ– ז לייַערס, קאָזינג אַ קאָואַפישאַנט פון ראַבינג ווי רידוסט ווי 0.03– 0.06 אונטער ידעאַל פּראָבלעמס.

זייַן פאָרשטעלונג איז ווייַטער ענכאַנסט דורך שטאַרק אַדכיזשאַן צו מעטאַל ייבערפלאַך געביטן און קעגנשטעל צו אַקסאַדיישאַן ווי פיל ווי ~ 350 ° C אין לופט, ווייַטער פון וואָס מאָאָ פינף פאָרמירונג בוסץ טראָגן.

MoS ₂ איז וויידלי געניצט אין אַעראָספּאַסע סיסטעמען, לופט פּאָמפּע, און ביקס קאַמפּאָונאַנץ, טיפּיקלי געניצט ווי אַ ענדיקן דורך בורנישינג, שפּריצן, אָדער קאָמפּאָסיטע יונאַפאַקיישאַן אין פּאָלימער מאַטריץ.

לעצטע שטודיום ווייַזן אַז הומידיטי קענען וויקאַן לובריסיטי דורך רייזינג ינטערלייַער בונד, פּראַמפּטינג פאָרשונג רעכט אין כיידראָופאָביק קאָוטינגז אָדער כייבריד לובעס פֿאַר בעסער ינווייראַנמענאַל פעסטקייַט.

3.2 עלעקטראָניש און אָפּטאָילעקטראָניק באַמערקונגען

ווי אַ דירעקט-ריס סעמיקאַנדאַקטער אין מאָנאָלייַער מין, MoS ₂ יגזיבאַץ האַרט ליכט-מאַטעריע ינטעראַקשאַן, מיט אַבזאָרפּשאַן קאָואַפישאַנץ יקסידינג 10 ⁵ סענטימעטער ⁻¹ און הויך קוואַנטום צוריקקומען אין פאָטאָלומינעסענסע.

דאָס מאכט עס ידעאַל פֿאַר אַלטראַטהין פאָטאָדעטעקטאָרס מיט שנעל קאַמף צייט און בראָדבאַנד סענסיטיוויטי, פון קענטיק צו נאָענט ינפרערעד ווייוולענגטס.

פעלד-ווירקונג טראַנזיסטערז באזירט אויף מאָנאָלייַער מאָס ₂ באַווייַזן אויף / אַוועק ריישיאָוז > 10 אַכט און שפּייַזער ווילטשערז אַרויף צו 500 סענטימעטער ²/ V · s אין סוספּענדעד ביישפילן, כאָטש סאַבסטרייט ינטעראַקשאַנז יוזשאַוואַלי באַגרענעצן פּראַקטיש ווערט צו 1– 20 סענטימעטער צוויי / V · s.

ספּין-טאָל קאַמביינינג, אַ ווירקונג פון שטאַרק ספּין-אָרביט ינטעראַקשאַן און באַסטיד ינווערזשאַן וואָג, ינייבאַלז וואַליטראָניקס– אַ ראָמאַן פּאַראַדיגם פֿאַר אינפֿאָרמאַציע ינסקרייבינג ניצן די טאָל מדרגה פון בייגיקייט אין מאָמענטום פּלאַץ.

די קוואַנטום דערשיינונגען שטעלן MoS ₂ ווי אַ קאַנדידאַט פֿאַר נידעריק-מאַכט לאָגיק, זכּרון, און קוואַנטום קאָמפּיוטער אַספּעקץ.

4. אַפּפּליקאַטיאָנס אין מאַכט, קאַטאַליסיס, און ימערדזשינג טעטשנאָלאָגיעס

4.1 עלעקטראָקאַטאַליסיס פֿאַר הידראָגען עוואַלושאַן ענטפער (איר)

מאָס צוויי איז געווארן אַ אַפּילינג ניט-טייַער ברירה צו פּלאַטינום אין די הידראָגען עוואָלוציע אָפּרוף (איר), אַ יקערדיק פּראָצעדור אין וואַסער עלעקטראָליסיס פֿאַר גרין הידראָגען פּראָדוקציע.

בשעת די בייסאַל אַעראָפּלאַן איז קאַטאַליטיקלי ינערט, ברעג זייטלעך און שוועבל דזשאָבס ווייַזן כּמעט אָפּטימאַל הידראָגען אַדסאָרפּטיאָן פּאָזיטיוו מאַכט (ΔG_H * ≈ 0), ענלעך צו פּט.

נאַנאָסטרוקטורינג טעקניקס– אַזאַ ווי דעוועלאָפּינג אַרויף און אַראָפּ סטרייטאַנד נאַנאָשיץ, דעפעקט-רייַך קינאָ, אָדער דראַגדזשד כייבראַדז מיט Ni אָדער קאָו– מאַקסאַמייז אַקטיוו וועבזייטל גרעב און עלעקטריק קאַנדאַקטיוואַטי.

ווען ינאַגרייטיד אין ילעקטראָודז מיט קאַנדאַקטיוו סאַבסטאַנסיז ווי טשאַד נאַנאָטובעס אָדער גראַפענע, מאָס צוויי אַקאַמפּלישיז הויך יגזיסטינג דענסאַטיז און לאַנג-בלייַביק פעסטקייַט אונטער אַסידיק אָדער נייטראַל טנאָים.

נאָך ענכאַנסמאַנט איז אַטשיווד דורך סטייבאַלייזינג די מעטאַל 1 ט בינע, וואָס בוסץ ינטרינסיק קאַנדאַקטיוואַטי און ריווילז צוגעלייגט ענערגעטיק וועבסיטעס.

4.2 ווערסאַטאַל עלעקטראָניש דעוויסעס, סענסאָרס, און קוואַנטום דעוויסעס

די מעטשאַניקאַל בייגיקייַט, דורכזעיקייַט, און הויך ייבערפלאַך-צו-באַנד פּראָפּאָרציע פון ​​מאָס צוויי מאַכן עס ויסגעצייכנט פֿאַר פלעקסאַבאַל און וועראַבאַל עלעקטראָניש דעוויסעס.

טראַנזיסטערז, לאָגיק סערקאַץ, און זיקאָרן מכשירים זענען אַקטשאַוואַלי געוויזן אויף פּלאַסטיק סאַבסטאַנסיז, אַלאַוינג בענדאַבלע אַרויסווייַזן סקרינז, געזונט דיספּלייז, און IoT סענסינג וניץ.

מאָס צוויי-באזירט גאַז סענסינג וניץ ווייַזן הויך סענסיטיוויטי צו קיין צוויי, NH TWO, און ה צוויי אָ ווי אַ רעזולטאַט פון רעכענונג אַריבערפירן אויף מאָלעקולאַר אַדסאָרפּטיאָן, מיט ענטפער צייט אין די סאַב-צווייט מענגע.

אין קוואַנטום מאָדערן טעקנאַלאַדזשיז, מאָס צוויי האָסץ לאָוקאַלייזד עקסיטאָנס און טריאַנז ביי קריאָגעניק טעמפּעראַטור לעוועלס, און שפּאַנונג-ינדוסט פּסעוודאָמאַגנעטיק פעלדער קענען טראַפּ קאַריערז, געבן איין-פאָטאָן עמיטטערס און קוואַנטום דאַץ.

די גראָוטס הויכפּונקט מאָס צוויי ניט בלויז ווי אַ פאַנגקשאַנאַל פּראָדוקט אָבער ווי אַ סיסטעם פֿאַר קאָנטראָלירונג יקערדיק פיזיק אין מינאַמייזד מעזשערמאַנץ.

אין קיצער, מאָליבדענום דיסולפידע יגזאַמפּאַלז די מערדזשינג פון ייביק פּראָדוקטן וויסנשאַפֿט און קוואַנטום ינזשעניעריע.

פון זיין אלטע ראָלע ווי אַ לובריקייטינג מאַטעריע צו זיין מאָדערן מעלדונג אין אַטאָמישע דין עלעקטראָניש דעוויסעס און מאַכט סיסטעמען, MoS ₂ בלייבט צו רידיפיין די געמארקן פון וואָס איז מעגלעך אין נאַנאָסקאַלע פּראָדוקטן סטיל.

ווי סינטעז, כאַראַקטעריזיישאַן, און אַנטוויקלונג פון אַסימאַליישאַן טעקניקס, זייַן ווירקונג אויף וויסנשאַפֿט און כידעש איז גרייט צו יקספּאַנד אויך בעסער.

5. פּראַוויידער

TRUNNANO איז אַ גלאָובאַלי דערקענט מאָליבדענום דיסולפידע פאַבריקאַנט און סאַפּלייער פון קאַמפּאַונדז מיט מער ווי 12 יאָרן פון עקספּערטיז אין די העכסטן קוואַליטעט נאַנאָמאַטעריאַלס און אנדערע קעמיקאַלז. די פירמע דעוועלאָפּס אַ פאַרשיידנקייַט פון פּודער מאַטעריאַלס און קעמיקאַלז. צושטעלן אָעם דינסט. אויב איר דאַרפֿן הויך קוואַליטעט מאָליבדענום דיסולפידע, ביטע פילן פֿרייַ צו קאָנטאַקט אונדז. איר קענט דריקט אויף די פּראָדוקט צו קאָנטאַקט אונדז.
טאַגס: מאָליבדענום דיסולפידע, נאַנאָ מאָליבדענום דיסולפידע, MoS2

אַלע אַרטיקלען און בילדער זענען פֿון דער אינטערנעץ. אויב עס זענען קיין קאַפּירייט ישוז, ביטע קאָנטאַקט אונדז אין צייט צו ויסמעקן.

אָנפרעג אונדז