研究目的
研究垂直排列的二维MoS2层的热驱动结构与化学稳定性及其内在机理。
研究成果
该研究为垂直排列的二维MoS2层的热稳定性提供了新见解，揭示了高温下空位和Mo纳米颗粒的形成过程。这些发现有助于更好地理解控制范德华层状晶体分解的热力学和动力学因素，并为其在高温环境中的应用提供指导。
研究不足
该研究受透射电子显微镜（TEM）电子束辐照效应的限制，这可能影响所观察到的结构动力学。此外，垂直排列的二维二硫化钼（MoS2）层的高密度堆积可能会限制对某些现象（如二维层取向转变）的观测。
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原位加热透射电子显微镜揭示垂直排列二维MoS?层的结构演化
DOI：10.1021/acs.jpcc.9b06899
期刊：The Journal of Physical Chemistry C
出版年份：2019
更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要：
得益于表面暴露的高密度层边缘结构，垂直排列的二维（2D）二硫化钼（MoS2）层近期在电催化与化学传感领域展现出卓越性能。随着其在高温应用场景中的适用性不断增强，明确其热致结构与化学稳定性并阐明内在机理至关重要。尽管针对水平排列二维MoS2层已有多种非原位和原位表征手段，但垂直排列二维MoS2层的直接原位加热研究及其近原子尺度动态的实时观测从未实现，导致其热稳定性认知不足。此外，表面暴露的垂直排列二维MoS2层所具有的几何优势，有望揭示层间范德华（vdW）间隙的结构动力学及其与热能的关联——这是其他几何构型的二维MoS2层无法实现的。本研究报道了对洁净转移的垂直排列二维MoS2层进行高达1000°C的全面原位加热透射电镜研究，加热过程中新观察到若干显著现象：(1) 始于约875°C时，具有不同晶粒取向的垂直二维MoS2层域间空隙的形成与扩展；(2) 约950°C时伴随Mo纳米颗粒生成的二维MoS2层分解（该温度远低于其块体材料的熔点）；(3) 分解始于表面暴露的二维层垂直边缘位点（该结论得到分子动力学模拟的一致验证）。这些新发现将为理解支配一般范德华二维晶体结构稳定性的热力学原理提供关键见解，并为潜在高温应用中的材料设计与优化提供重要技术指导。
作者：
Mengjing Wang，Jung Han Kim，Sang Sub Han，Minyeong Je，Jaeyoung Gil，Chanwoo Noh，Taejun Ko，Kyu Seung Lee，Dong Ick Son，Tae Sung Bae，Hyeon Ih Ryu，Kyu Hwan Oh，YounJoon Jung，Heechae Choi，Hee-Suk Chung，Yeonwoong Jung
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