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二维材料中的相变动力学

发布时间:2019-06-30 09:31 来源:未知 编辑:admin

  二维过渡金属二硫化物(2D-TMD),例如单层二硫化钼(MoS2)是原子级薄的半导体,其中一层过渡金属原子夹在两层硫属元素原子之间,形式为MX2。它们可以存在于半导体1H相和准金属1T相中,每个都具有不同的晶体结构。1T相特别令人感兴趣,因为理论预测表明它有可能用于较不常规的应用,例如超级电容器电极和析氢反应催化剂。然而,通过将它们从1H相转变为相变过程可以获得的1T相2D-TMD的量是低的。这可能限制了这种新型材料在广泛应用中的使用。

  由新加坡国立大学(NUS)理学院物理系Andrew Wee教授领导的一个研究小组发现,虽然不同的2D-TMD材料在从1H到1T结构转变时有其固有的能量障碍相,使用具有较高化学反应性的金属基材可显着提高1H-至1T相转变率。这是一种方便且高产的方法,可以在1T金属相中获得2D-TMD材料。当2D-TMD材料与金属基板(例如金,银和铜)接触时,电荷从金属基板传递到2D-TMD材料。此外,它显着削弱了2D-TMD结构的粘合强度,并增加界面结合能的大小。这反过来增加了1H-1T结构相变的易感性。结果,在两种材料的界面处的这种增强的界面杂化使得1H-1T结构相变更容易实现。

  新加坡国立大学的研究团队在他们的研究工作中结合了多种实验技术和第一原理计算。这些包括光学光谱,高分辨率透射电子显微镜和基于密度泛函理论的第一性原理计算,以识别样品中2D-TMD的相变(1H-和1T相)。

  该研究提供了界面杂交影响2D-TMD相变动力学影响的新见解。该研究结果可用于模型系统,用于在金属基板上控制2D-TMD的生长,为基于2D-TMD的新设备应用创造可能性。

  Wee教授说:“2D-TMD和金属界面的半导体对金属相变的可控性可以实现新的器件应用,例如低接触电阻电极。”

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