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oe1(光电查) - 科学论文

192 条数据
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  • 原位X射线衍射探测纳米结构MoS2赝电容器中电化学驱动相变的抑制

    摘要： 具有非扩散限制电荷存储机制的赝电容器可实现超越传统电池材料的快速动力学。研究表明，对传统电池材料进行纳米结构化可诱导赝电容行为。我们前期研究发现，金属相1T-MoS?纳米晶组装体比块体材料具有更快的电荷存储速率，定量电化学测试证实其电流响应呈电容特性。本研究通过系列原位X射线衍射实验揭示：金属相1T-MoS?纳米晶的高电容响应源于标准一级相变的抑制。块体MoS?在锂化/脱锂过程中，恒流充放电曲线会出现特征平台，X射线衍射图谱也会产生新衍射峰，表明存在1T相与三斜晶系相（LixMoS?）的相变；而MoS?纳米晶组装体则完全不呈现这些特征。我们推测，MoS?晶粒尺寸减小抑制了一级相变并引发类固溶体行为，这可能是由于受限空间内成核位点形成受阻所致。总体而言，MoS?纳米结构化既抑制了1T-三斜晶系相变，又缩短了锂离子扩散路径，使MoS?纳米晶组装体表现出近乎理想的赝电容特性。

    关键词： 插层赝电容器、赝电容、二硫化钼、相变抑制、多孔电极、纳米晶体组装体、快速充电

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 利用扫描探针显微镜技术探测垂直范德华p-n结中的层间激子

    摘要： 二维（2D）半导体凭借单维度强限域效应展现出卓越的光电特性。本研究采用电流传感原子力显微镜（CSAFM），对由双层n型MoS2与少层p型GaSe垂直堆叠构成的p-n结中层间激子进行了研究。该p-n界面通过机械剥离法制备于高定向热解石墨（HOPG）基底上，由此形成的异质结构构成了理想的分层体系——HOPG作为电学表征的底电极接触层。在CSAFM模式下，自制金探针作为顶电极接触?；《懿馐韵允荆焊胮-n界面在±1V偏压下呈现显著整流特性（整流比达10^4）。I-V特性曲线表明，在低于带隙能量的激发条件下会产生填充因子为0.55的明显光伏效应，该现象可归因于界面处层间激子解离。密度泛函理论（DFT）计算证实该异质结构存在层间激子形成可能：GaSe价带与MoS2导带在约1.5eV能级贡献了界面特有态。p-n界面的光致发光测量为该能级的激子跃迁提供了实验证据。最后，785nm激发波长下的界面光电流成像证实了此类激子的高效提取。本研究为范德华异质结构中层间激子辅助的未来二维光电器件及光捕获应用开辟了新途径。

    关键词： 光电子学、范德瓦尔斯异质结、硒化镓、密度泛函理论、二硫化钼、层间激子、p-n结

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 探究合成单层二硫化钼中横向异质性的起源

    摘要： 合成二维（2D）材料为下一代电子和光电器件的大规模应用提供了机遇。合成二维材料面临的最大挑战之一是横向异质性，例如非均匀应变、组分和缺陷密度。研究发现，在许多情况下，甚至在单个晶畴内，其电子和光学性质也并不均匀，这可能限制合成二维材料在先进器件中的应用。在本工作中，我们探究了广泛观察到的合成单层MoS?中横向异质性的来源。外延单晶晶畴（约10微米）在光学上是均匀的，具有0.3~0.4%的拉伸应变，而取向偏离的晶畴（>20微米）从中心到边缘表现出明显不同的光致发光（PL）信号，且中心区域应变释放。温度依赖的拉曼和PL成像显示，非外延晶畴的中心由于缺陷密度增加而表现出增强的PL信号。结合实验与密度泛函理论（DFT），我们推测两种生长机制——固-固生长和气-固生长——可能是导致横向异质性的原因。密度泛函理论计算表明，氧缺陷容易导致外延性丧失，这与我们仅在取向偏离晶畴中观察到的MoOx核壳结构一致。

    关键词： 二硫化钼，二维材料，异质性

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • MoS2场效应晶体管中横向电场对MoS2/SiO2界面陷阱电荷的调制

    摘要： 控制二维材料与二氧化硅界面处的陷阱电荷对于场效应晶体管中稳定的电学特性至关重要。通常采用栅源偏压来调节具有高栅极电场的窄介电层中的电荷俘获过程。我们发现，在场效应晶体管结构中，电荷俘获过程不仅受栅源偏压影响，还受到横向漏源电压（VDS）的影响。通过多次逐渐增大测量VDS范围的VDS扫描，我们证明了电荷俘获过程可通过施加的横向电场范围进行调控。此外，我们在二硫化钼与二氧化硅层之间插入六方氮化硼（h-BN）层，以探究形成更优界面时的电荷俘获行为。本研究深化了对基于二维材料的晶体管中利用界面陷阱载流子和横向电场调控电学特性的理解。

    关键词： 电荷捕获、高电场、二硫化钼、场效应晶体管

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 通过有效电子-空穴分离增强MoS2嵌入g-C3N4异质结的光催化性能

    摘要： MoS2/g-C3N4异质结复合材料（标记为MoS2/g-C3N4-H）通过煅烧三聚氰胺包覆的MoS2纳米球成功制备，其中薄层g-C3N4纳米片紧密生长在MoS2纳米球表面形成MoS2镶嵌于g-C3N4的异质结构。结合理论计算与实验详细探讨了电荷转移机制，确定光生电荷分离与转移的内在原因是由MoS2与g-C3N4费米能级差异驱动的定向内建电场。通过模拟太阳光照射下降解罗丹明（RhB）和还原重铬酸盐（Cr6+）溶液，评估了样品增强的光催化性能与稳定性，这归因于光谱吸收范围的拓宽和电子-空穴分离速率的提高?；谏鲜鼋峁骨逦岢隽松婕把趸乖从Φ墓獯呋啤?

    关键词： 二硫化钼，内建电场，光催化剂，异质结，氮化碳

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 通过材料调控实现单层MoS?中的密集电子-空穴等离子体形成与超长电荷寿命

    摘要： 光激发半导体中的多体相互作用可产生强关联电子态，最终形成完全电离的电子-空穴等离子体（EHP）和电子-空穴液体（EHL）物质。这些奇异相展现出独特的电子特性，如金属导电性和亚稳态高光激发密度，有望成为未来变革性应用的基础。然而其形成所需的低温条件，使得致密等离子体相的研究长期局限于特定参数空间的纯学术探索。近期在原子级薄层MoS2和MoTe2中于室温下观测到这些相的现象可能改变这一范式。深入理解EHP和EHL动力学对于开发这种多功能层状平台的新应用至关重要。本研究探究了单层MoS2中EHP的形成与消散过程。与块体半导体中的既有结论不同，我们发现光激发过程中单层MoS2的电-机械材料变化对致密EHP形成起关键作用。在自由悬挂构型下，光激发伴随无约束热膨胀，导致在临界晶格间距和光子通量处发生直接带隙向间接带隙的电子跃迁。这种材料能态景观的剧烈改变使载流子寿命提升两个数量级，并达到EHP形成所需的密度，从而形成仅需温和光激发即可维持的稳定致密等离子体态。该发现为二维半导体中基于致密等离子体态的新型应用开辟了道路。

    关键词： 二维材料，密集电子-空穴等离子体，带隙重整化，二硫化钼，过渡金属二硫化物，直接带隙到间接带隙转变

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 制备具有增强光催化活性的MoS?@ZnO异质结构

    摘要： 为有效解决有机污染物引发的环境问题，通过两步水热法成功制备了MoS2@ZnO异质结构，其中MoS2纳米片生长在ZnO纳米棒表面。该合成异质结构在紫外（UV）和可见光照射下降解亚甲基蓝（MB）时表现出优异的光催化活性。在相同反应条件下，MoS2@ZnO异质结构对应的光降解速率常数分别达到0.02075 min?1和0.00916 min?1，均高于纯ZnO的0.00514 min?1和0.00048 min?1。显然，与纯ZnO相比，MoS2@ZnO异质结构的光催化活性显著提升。这归因于在ZnO纳米棒表面负载MoS2后，光催化剂比表面积增大及ZnO与MoS2之间形成异质结构，有助于为污染物吸附提供更多反应位点并提高光生电子-空穴对的分离效率。

    关键词： 二硫化钼、复合材料、氧化锌、光催化活性、异质结构

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 二硫化钼/绝缘体上硅异质结场效应晶体管用于高性能光电探测

    摘要： 在这封信中，我们通过将二硫化钼（MoS2）转移到绝缘体上硅（SOI）衬底上来控制薄硅沟道，展示了一种新型结型场效应晶体管（JFET）。通过结合二硫化钼的高光吸收系数与薄硅沟道的高内部增益，该器件可用于光电探测，并实现高达约1.78×10? A/W的响应度、超过3×1013琼斯的高探测率以及短至1.44毫秒的响应时间。此外，与传统仅对紫外光敏感的SOI光电探测器不同，我们提出的器件的响应光谱在可见/近红外区域达到峰值，这对成像和光通信应用具有重要意义。

    关键词： 绝缘体上硅、高光电响应度、范德华异质结、二硫化钼、结型场效应晶体管

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 基于超结构二硫化钼纳米片的新型表面等离子体共振传感平台用于汞离子的超灵敏检测

    摘要： 汞离子（Hg2+）污染及其检测备受关注。然而传统技术对Hg2+的检测限为200皮摩尔（pM），远高于排放废水中允许的最大汞浓度（7.5 pM）。本研究采用超结构二硫化钼（MoS2）纳米片作为传感层材料，开发了一种新型表面等离子体共振（SPR）传感器用于Hg2+检测。模拟与结构表征表明，该SPR传感器具有超高灵敏度源于超结构MoS2的大层间距和充足的不饱和键，这些特性促进了Hg2+的传输与吸附。值得注意的是，该传感器的Hg2+检测限低至1.0 pM，比现有Hg2+传感器灵敏度高200倍。因此，本研究不仅为超低浓度Hg2+检测提供了有效方法，揭示了基于MoS2的SPR传感器传感机制，更拓展了超结构MoS2纳米片的应用领域，为开发超灵敏检测技术提供了新设计思路。

    关键词： 表面等离子体共振、生物传感器、超结构、二硫化钼、汞

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 基于剥离二硫化钼的薄膜湿度传感器的尺寸效应

    摘要： 层状二维纳米材料（如二硫化钼）因其大部分原子位于表面这一独特性质，在传感器应用方面展现出巨大潜力。但剥离态二硫化钼的大规模生产难题阻碍了其实际应用。本研究采用超声辅助液相法高效剥离二硫化钼形成纳米片与纳米颗粒，探究了超声剂量（如超声时间）对最终产物形貌及产率的影响规律。将剥离所得二硫化钼纳米材料制成薄膜传感器并进行湿度气体测试，该传感器对湿度气体表现出优异的快速响应特性。研究发现经更长超声处理的传感器具有更高响应度，这是因为更长的超声辐照暴露出更多活性边缘位点。

    关键词： 剥离、湿度传感器、二硫化钼、尺寸效应、薄膜

    更新于2025-09-23 15:22:29