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 ₂) איז אַ שפּאַלטן יבעררוק מעטאַל דיטשאַלקאָגענידע (TMD) מיט אַ כעמישער פאָרמולע וואָס באשטייט פון איין מאָליבדענום אַטאָם סאַנדוויטשט צווישן 2 שוועבל אַטאָמס אין אַ טריגאָנאַל פּריזמאַטיק סיקראָניזאַטיאָן, פאָרמירונג קאָוואַלענטלי בונד S– מאָ– ז שיץ.

די פּריוואַט מאָנאָלייַערס זענען סטאַקט אַרויף און אַראָפּ און געהאלטן מיט יעדער אנדערע דורך שוואַך וואָן דער וואַאַלס פּרעשערז, אַלאַוינג פּשוט ינטערלייַער שערן און עקספאָולייישאַן צו אַטאָמישע שלאַנק צוויי-דימענשאַנאַל (2ד) קריסטאַלז– אַ סטראַקטשעראַל שטריך הויפּט צו זייַן דייווערס פאַנגקשאַנאַל ראָלעס.

מאָס צוויי יגזיסץ אין עטלעכע פּאָלימאָרפיק מינים, די מערסט טהערמאָדינאַמיקאַללי זיכער איז די סעמיקאַנדאַקטינג 2H פאַסע (כעקסאַגאַנאַל וואָג), ווו יעדער שיכטע ווייזט אַ גלייַך באַנדגאַפּ פון ~ 1.8 eV אין מאָנאָלייַער טיפּ וואָס טראַנזישאַנז צו אַ ומדירעקט באַנדגאַפּ (~ 1.3 eV) אין פאַרנעם, אַ געפיל קריטיש פֿאַר אָפּטאָילעקטראָניק אַפּלאַקיישאַנז.

אויף די אנדערע האַנט, די מעטאַסטאַבאַל 1 ט פאַסע (טעטראַגאָנאַל פּראָפּאָרציע) אַרומנעמען אַן אָקטאַהעדראַל סינגקראַנאַזיישאַן און ביכייווז ווי אַ מעטאַל אָנפירער רעכט צו עלעקטראָן צושטייַער פון די שוועבל אַטאָמס, ענייבאַלינג אַפּלאַקיישאַנז אין עלעקטראָקאַטאַליסיס און קאַנדאַקטיוו קאַמפּאַזאַץ.

פאַסע ענדערונגען צווישן 2H און 1T קענען זיין ינדוסט כעמיש, עלעקטראָטשעמיקאַללי, אָדער דורך דרוק פּלאַן, צושטעלן אַ טונאַבאַל סיסטעם פֿאַר קריייטינג מולטיפונקטיאָנאַל דעוויסעס.

די פיייקייט צו שטיצן און מוסטער די פייזאַז ספּיישאַלי אין אַ יינזאַם פלייק אָפּענס פּאַטווייז פֿאַר העטעראָסטרוקטורעס אין פלאַך מיט פאַרשידענע עלעקטראָניש דאָומיינז.

1.2 חסרונות, דאָפּינג, און זייַט שטאַטן

די עפעקטיווקייַט פון מאָס צוויי אין קאַטאַליטיק און דיגיטאַל אַפּלאַקיישאַנז איז גאָר שפּירעוודיק צו אַטאָמישע וואָג ישוז און דאָאַפּאַנץ..

טאָכיק פונט פלאָז אַזאַ ווי שוועבל דזשאָבס דינען ווי עלעקטראָן דאָנאָרס, רייזינג n-טיפּ קאַנדאַקטיוואַטי און אַקטינג ווי אַקטיוו וועבסיטעס פֿאַר הידראָגען אַנטוויקלונג רעספּאָנסעס (איר) אין וואַסער ספּליטינג.

קערל געמארקן און שורה פּראָבלעמס קענען אָדער כאַמפּער פּרייַז אַריבערפירן אָדער אַנטוויקלען לאָוקאַלייזד קאַנדאַקטיוו פּאַטס, דיפּענדינג אויף זייער אַטאָמישע סעטאַפּ.

רעגיאַלייטאַד דאָפּינג מיט יבעררוק סטילז (ע.ג., רע, נ.ב) אָדער טשאַלקאָגענס (ע.ג., Se) ינייבאַלז פיין-טונינג פון די באַנד סטרוקטור, דינסט שפּייַזער קאַנסאַנטריישאַן, און ספּין-אָרביט קאַפּלינג רעזולטאַטן.

באטייטיק, די עדזשאַז פון מאָס צוויי נאַנאָשיץ, ספּאַסיפיקלי די מעטאַל מאָ-טערמאַנייטיד (10– 10) זייטן, ווייַזן דראַמאַטיקלי העכער קאַטאַליטיק טעטיקייט ווי די ינערט בייסאַל אַעראָפּלאַן, מאָוטאַווייטינג די אויסלייג פון נאַנאָסטראַקטשערד דריווערס מיט די בעסטער נוצן פון ברעג דירעקט ויסשטעלן.

( מאָליבדענום דיסולפידע)

די דעפעקט-ענדזשאַנירד סיסטעמען ביישפילן פּונקט ווי אַטאָמישע מאַניפּיאַליישאַן קענען טוישן אַ נאַטירלעך געשעעניש מינעראַל רעכט אין אַ הויך-פאָרשטעלונג נוציק פּראָדוקט.

2. סינטעז און נאַנאָפאַבריקאַטיאָן סטראַטעגיעס

2.1 פאַרנעם און דין-פילם מאַנופאַקטורינג טעקניקס

נאַטירלעך מאָליבדענייט, די מינעראַל טיפּ פון MoS ₂, איז געניצט פֿאַר יאָרן ווי אַ שטאַרק שמירעכץ, אָבער מאָדערן אַפּלאַקיישאַנז דאַרפן הויך ריינקייַט, סטראַקטשעראַלי קאַנטראָולד קינסטלעך פארמען.

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

אין CVD, מאָליבדענום און שוועבל פּריקערסערז (ע.ג., מאָאָ פיר און ז פּודער) זענען יוואַפּערייטיד בייַ היץ (700– 1000 ° סי )אין קאָנטראָל אַטמאָספערעס, מאכן עס מעגלעך פֿאַר שיכטע-דורך-שיכטע גראָוט מיט טונאַבאַל פעלד גרייס און אָריענטירונג.

מעטשאַניקאַל פּילינג (“סקאָטש טייפּ צוגאַנג”) סטייז אַ נאָרמאַל פֿאַר פאָרשונג-מיינונג ביישפילן, דזשענערייטינג הינטער-ריין מאָנאָלייַערס מיט מאַרדזשאַנאַל פלאָז, כאָטש עס טוט נישט האָבן סקאַלאַביליטי.

פליסיק-פאַסע פּילינג, אַרייַנגערעכנט סאָניקאַטיאָן אָדער שערן מיקסינג פון פאַרנעם קריסטאַלז אין סאָלוואַנץ אָדער סורפאַקטאַנט רעמאַדיז, טראגט קאַלוידאַל דיספּערזשאַנז פון ווייניק-שיכטע נאַנאָשיץ פּאַסיק פֿאַר לייַערס, קאַמפּאַונדז, און טינט פאָרמיוליישאַנז.

2.2 העטעראָסטראַקטשער אַסימילאַטיאָן און מכשירים מוסטער

פאַקטיש מעגלעכקייט פון MoS ₂ ערייזאַז ווען ינקאָרפּערייטיד רעכט אין ווערטיקאַל אָדער זייַט העטעראָסטראַקטשערז מיט אנדערע 2 ד מאַטעריאַלס אַזאַ ווי גראַפענע, כעקסאַגאַנאַל באָראָן ניטרידע (h-BN), אָדער ווסע צוויי.

די העטעראָסטרוקטורעס פון Van der Waals מאַכן עס מעגלעך פֿאַר די פּלאַן פון אַטאָמישע גענוי גאַדזשאַץ, קאַנסיסטינג פון טאַנאַלינג טראַנזיסטערז, פאָטאָדעטעקטאָרס, און ליכט-ימיטינג דיאָדעס (לעדס), ווו ינטערלייַער אָפּצאָל און מאַכט אַריבערפירן קענען זיין קראַפטעד.

ליטאָגראַפיק מוסטערונג און עטשינג מעטהאָדס געבן די פּראָדוצירן פון נאַנאָריבאַנז, קוואַנטום דאַץ, און פעלד-ווירקונג טראַנזיסטערז (FETs) מיט נעץ לענגקטס אַראָפּ צו טענס פון נאַנאָמעטערס.

דיעלעקטריק ענקאַפּסולאַטיאָן מיט h-BN סיקיורז MoS ₂ פון עקאַלאַדזשיקאַל צעשטערונג און דיקריסאַז די צעוואָרפן אָפּצאָל, סאַבסטאַנשאַלי ימפּרוווינג שפּייַזער באַוועגונג און האַמצאָע פעסטקייַט.

די פּראָדוצירן ברייקטרוז זענען וויטאַל פֿאַר יבערגאַנג מאָס ₂ פון לאַב אינטערעס צו פיזאַבאַל טייל אין דער ווייַטער דור נאַנאָעלעקטראָניק.

3. פאַנגקשאַנאַל קעראַקטעריסטיקס און גשמיות מעקאַניזאַמז

3.1 טריבאָלאָגיקאַל געוווינהייטן און האַרט לובריקיישאַן

צווישן די אָולדאַסט און מערסט ענדיורינג אַפּלאַקיישאַנז פון מאָס צוויי איז ווי אַ טרוקן האַרט לובע אין עקסטרעם אַטמאָספערעס ווו פליסיק אָילס פאַרלאָזן– אַזאַ ווי וואַקוום קלינער, הויך טעמפּעראַטורעס, אָדער קריאָגעניק פּראָבלעמס.

די רידוסט ינטערלייַער שערן סטאַמינאַ פון די Van der Waals פּלאַץ ינייבאַלז פּשוט סליידינג צווישן S– מאָ– ז לייַערס, קאָזינג אַ קאָואַפישאַנט פון ראַבינג ווי רידוסט ווי 0.03– 0.06 אונטער אָפּטימום טנאָים.

זייַן פאָרשטעלונג איז ווייַטער בוסטיד דורך האַרט אַדכיזשאַן צו שטאָל סערפאַסיז און קעגנשטעל צו אַקסאַדיישאַן אַרויף צו ~ 350 ° C אין לופט, ווייַטער פון וואָס MoO ₃ פאָרמירונג ינקריסאַז טראָגן.

MoS ₂ איז אָפט געניצט אין אַעראָספּאַסע סיסטעמען, וואַקוום פּאַמפּס, און פייעראַרם טיילן, טיפּיקלי געניצט ווי אַ קאַווערינג דורך בורנישינג, שפּריצן, אָדער קאָמפּאָסיטע יונאַפאַקיישאַן אין פּאָלימער מאַטריץ.

קראַנט ריסערטשערז ווייַזן אַז נעץ קענען דיגרייד לובריסיטי דורך בוסטינג ינטערלייַער אַדכיזשאַן, מאָוטאַווייטינג לערנען רעכט אין הידראָפאָביק לייַערס אָדער קראָסברעעד לובריקייטינג סאַבסטאַנסיז פֿאַר בעסער ינווייראַנמענאַל זיכערהייט.

3.2 דיגיטאַל און אָפּטאָילעקטראָניק רעאַקציע

ווי אַ דירעקט-ריס סעמיקאַנדאַקטער אין מאָנאָלייַער פאָרעם, MoS ₂ יגזיבאַץ שטאַרק ליכט-מאַטעריע קאָמוניקאַציע, מיט אַבזאָרפּשאַן קאָואַפישאַנץ יקסידינג 10 ⁵ סענטימעטער ⁻¹ און הויך קוואַנטום טראָגן אין פאָטאָלומינעסענסע.

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

פעלד-ווירקונג טראַנזיסטערז באזירט אויף מאָנאָלייַער מאָס צוויי באַווייַזן אויף / אַוועק פּראַפּאָרשאַנז> 10 אַכט און דינסט שפּייַזער פלעקסאַבאַלז בעערעך 500 סענטימעטער ²/ V · s אין סוספּענדעד סאַמפּאַלז, כאָטש סאַבסטרייט קאָמוניקאַציע נאָרמאַלי באַגרענעצן פּראַקטיש ווערט צו 1– 20 סענטימעטער צוויי / V · s.

ספּין-טאָל קאַמביינינג, אַ אָפּשפּיגלונג פון האַרט ספּין-אָרביט ינטעראַקשאַן און באַסטיד ינווערזשאַן פּראָפּאָרציע, מאכט עס מעגלעך פֿאַר וואַליטראָניקס– אַ יינציק סטאַנדאַרט פֿאַר אינפֿאָרמאַציע וואָס ניצט די וואַלי גראַד פון פרייהייט אין ענערגיע צימער.

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

4. אַפּפּליקאַטיאָנס אין מאַכט, קאַטאַליסיס, און אַריסינג טעטשנאָלאָגיעס

4.1 עלעקטראָקאַטאַליסיס פֿאַר הידראָגען אַדוואַנסמאַנט ענטפער (איר)

מאָס צוויי איז אַקשלי געווארן אַ ינקעראַדזשינג ניט-טייַער אנדער ברירה צו פּלאַטינום אין די הידראָגען אנטוויקלונג ענטפער (איר), אַ יקערדיק פּראָצעס אין וואַסער עלעקטראָליסיס פֿאַר סוויווע-פרייַנדלעך הידראָגען פּראָדוקציע.

בשעת די גרונט פלאַך איז קאַטאַליטיקלי ינערט, ברעג זייטלעך און שוועבל דזשאָבס ווייַזן כּמעט אָפּטימאַל הידראָגען אַדסאָרפּטיאָן טאָוטאַלי פריי ענערגיע (ΔG_H * ≈ 0), פאַרגלייַכלעך צו פּט.

נאַנאָסטרוקטורינג מעטהאָדס– אַזאַ ווי קריייטינג ווערטיקלי סטרייטאַנד נאַנאָשיץ, דעפעקט-רייַך פילמס, אָדער דאָפּט כייבראַדז מיט ני אָדער קאָו– נעמען פול מייַלע פון ​​אַקטיוו פּלאַץ גרעב און עלעקטריקאַל קאַנדאַקטיוואַטי.

ווען ינקאָרפּערייטיד אין ילעקטראָודז מיט קאַנדאַקטיוו סאַבסטאַנסיז ווי טשאַד נאַנאָטובעס אָדער גראַפענע, MoS Two דערגרייכט הויך פאָרשטעלן גרעב און בלייַביק זיכערהייט אונטער אַסידיק אָדער נייטראַל טנאָים.

מער ענכאַנסמאַנט איז אַטשיווד דורך מיינטיינינג די מעטאַל 1 ט בינע, וואָס בוסץ ינטרינסיק קאַנדאַקטיוואַטי און ריווילז נאָך אַקטיוו זייטלעך.

4.2 אַדאַפּטאַבאַל עלעקטראָניק, סענסאָרס, און קוואַנטום דעוויסעס

די מעטשאַניקאַל ווערסאַטילאַטי, אָפֿןנאַס, און הויך ייבערפלאַך-צו-באַנד פּראָפּאָרציע פון ​​מאָס צוויי מאַכן עס ידעאַל פֿאַר פלעקסאַבאַל און וועראַבאַל עלעקטראָניק.

טראַנזיסטערז, לאָגיק סערקאַץ, און זכּרון גאַדגעץ האָבן שוין דעמאַנסטרייטיד אויף פּלאַסטיק סאַבסטאַנסיז, ענייבאַלינג בענדאַבאַל אַרויסווייַזן סקרינז, געזונט דיספּלייז, און IoT סענסאָרס.

מאָס ₂-באזירט גאַז סענסאָרס ווייַזן הויך סענסיטיוויטי צו קיין ₂, נה דריי, און ה צוויי אָ רעכט צו רעכענונג אַריבערפירן אויף מאָלעקולאַר אַדסאָרפּטיאָן, מיט באַמערקונגען מאל אין די סאַב-צווייט פאַרשיידנקייַט.

אין קוואַנטום מאָדערן טעקנאַלאַדזשיז, MoS ₂ האָסץ לאָוקאַלייזד יקסייטאַנז און טריאַנז ביי קריאָגעניק טעמפּעראַטור לעוועלס, און שפּאַנונג-ינדוסט פּסעוודאָמאַגנעטיק געביטן קענען טראַפּ סערוויס פּראַוויידערז, אַלאַוינג איין-פאָטאָן ימיטערז און קוואַנטום דאַץ.

די גראָוטס הויכפּונקט מאָס צוויי ניט נאָר ווי אַ נוציק מאַטעריאַל אָבער ווי אַ סיסטעם פֿאַר ויספאָרשן יקערדיק פיזיק אין דיקריסט דימענשאַנז.

אין רעקאָמענדאַציע, מאָליבדענום דיסולפידע יגזאַמפּאַלז די מערדזשינג פון קלאַסיש פּראָדוקטן וויסנשאפטלעכע פאָרשונג און קוואַנטום פּלאַן.

פון זיין אלטע ראָלע ווי אַ לובריקייטינג מאַטעריע צו זיין מאָדערן דיפּלוימאַנט אין אַטאָמישע דין עלעקטראָניש דעוויסעס און מאַכט סיסטעמען, מאָס צוויי האלט צו רידיפיין די געמארקן פון וואָס איז פיזאַבאַל אין נאַנאָסקאַלע מאַטעריאַלס פּלאַן.

ווי סינטעז, כאַראַקטעריזיישאַן, און אַסימאַליישאַן מעטהאָדס אַנטוויקלונג, זייַן פּראַל איבער וויסנשאפטלעכע פאָרשונג און מאָדערן טעכנאָלאָגיע איז פּאַזישאַנד צו יקספּאַנד אפילו ווייַטער.

5. דיסטריביאַטער

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