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用于表面增强拉曼散射（SERS）应用的AuNPs GO@MoS2/AuNPs纳米结构形成
摘要： 在柔性三维镍泡沫基底上制备了GO纳米网和GO@MoS2/AuNPs纳米结构用于表面增强拉曼散射(SERS)应用。通过旋涂更小更密集的AuNPs"热点"于此类网状GO@MoS2/AuNPs纳米结构上，形成AuNPs/GO@MoS2/AuNPs SERS基底。GO纳米网的分支作为均匀纳米间隙形成分离的密集"热点"并吸附分子，从而产生高强度电磁场(经FDTD模拟验证)和信号增强。可检测低至10^-14 M的结晶紫(CV)和罗丹明6G(R6G)。该柔性泡沫状基底可通过刮擦法用于鱼体表的原位检测。实验中通过旋涂混合AuNPs-DNA溶液也能轻松实现无标记DNA检测。
关键词： 金纳米颗粒氧化石墨烯@二硫化钼/金纳米颗粒；杂化纳米结构；均匀纳米间隙；表面增强拉曼散射
更新于2025-09-23 15:21:21
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从外延生长的范德华异质结构中选择性转移旋转匹配的MoS?
摘要： 高质量二维（2D）半导体的大规模合成对其应用于新兴电子和光电子技术至关重要。特别是通过范德华外延在生长石墨烯（EG）上化学气相沉积（CVD）过渡金属硫族化合物（TMDs），可形成旋转匹配的TMDs，这与非晶氧化物衬底上随机排列生长的TMDs形成对比。然而，TMDs与EG之间的层间耦合阻碍了对其本征电子特性的研究和利用，因此需要将其从EG生长衬底上分离。为解决这一问题，我们报道了一种利用铜（Cu）粘附层选择性转移CVD生长MoS2-EG范德华异质结中单层二硫化钼（MoS2）的技术。选择Cu作为粘附层的动机源于密度泛函理论计算预测单层MoS2对Cu的优先结合倾向（相对于石墨烯）。原子力显微镜和光谱学证实旋转匹配的MoS2已大规模转移至SiO2/Si衬底且无裂纹、褶皱或残留物。此外，转移后的MoS2在场效应晶体管中表现出高性能：室温下载流子迁移率高达30 cm2/Vs，开关比达10?。该转移技术可推广至其他生长于EG的TMDs及相关二维材料，从而为纳米电子、光电子和光子应用提供广泛优势。
关键词： 二硫化钼、范德华外延生长、二维半导体、场效应晶体管、铜粘附层、过渡金属硫族化合物、化学气相沉积
更新于2025-09-23 15:21:21
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低热预算下具有顶栅和Al2O3钝化的大面积集成溅射沉积MoS2 nMISFETs
摘要： 我们采用溅射沉积的MoS2薄膜制备了大尺寸集成化顶栅n型MISFET器件。通过溅射工艺可形成大面积MoS2薄膜，并经H2S退火补偿硫空位缺陷。双层ALD-Al2O3钝化膜增强了MoS2沟道的工艺耐受性。由此成功研制出TiN顶栅nMISFET，这是实现基于MoS2沟道FET的工业级芯片LSI的重要第一步。
关键词： 顶栅，MISFET，过渡金属二硫化物，溅射，钝化，二硫化钼，大面积集成
更新于2025-09-23 15:21:21
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通过化学气相沉积法催化生长大面积单层二硫化钼薄膜
摘要： 采用化学气相沉积法，以催化剂苝-3,4,9,10-四羧酸四钾盐（PTAS）在二氧化硅/硅衬底上合成了大面积单层二硫化钼（MoS2）薄膜。通过多种技术手段对单层MoS2薄膜的性能进行了表征：光学显微镜图像显示该薄膜在大范围内均匀连续；原子力显微镜测得0.7纳米的薄膜厚度，以及两个特征拉曼峰之间20厘米-1的差异，均证实该薄膜为单层结构；强烈的光致发光光谱和图像以及X射线衍射表明该单层MoS2薄膜具有良好品质。作为对比，还表征了相同条件下未使用PTAS合成的MoS2薄膜。结果表明，未使用PTAS时MoS2薄膜倾向于更厚，说明PTAS不仅能促进MoS2晶种的形核，还能诱导MoS2薄膜在衬底上的横向生长。
关键词： 二硫化钼，化学气相沉积，单层
更新于2025-09-23 15:21:21
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利用巨正则势动力学研究MoS?基面硫空位位点上析氢反应的反应机理
摘要： 我们基于量子力学计算的热力学原理，建立了巨正则势动力学（GCP-K）理论框架，为理解异相电化学反应提供基础依据。该理论通过勒让德变换将体系净电荷与外加电压相关联，从自由能最小化自然导出。显式执行这一宏观变换后，我们成功建立了GCP-K与传统Butler-Volmer动力学的关联?；诖俗杂赡苣Ｐ?，以二硫化钼基面硫空位上的析氢反应（HER）为例，我们预测了电势和pH依赖的化学反应过程。研究发现：无论酸性还是碱性条件，决速步骤均为溶液中的第二个氢原子通过Volmer反应吸附的过程。通过GCP-K分析表明，键长随外加电势连续变化——碱性条件下过渡态更接近产物是活性提升的主因，由此获得理想的60mV/dec塔菲尔斜率；若过渡态靠近反应物（传递系数<0.5），塔菲尔斜率将升至近150mV/dec?；诙苑从淼纳钊肜斫?，我们确定硫族空位位点上第二个氢原子是析氢反应最活跃位点。以此为描述符对比其他VI族金属二硫属化物后预测：MoTe?的空位位点将展现最优析氢性能。
关键词： 巨正则势、析氢反应、二硫化钼、电化学
更新于2025-09-23 15:21:21
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二维MoS?纳米片中半导体2H相到金属1T相转变的机制
摘要： 本研究采用密度泛函理论（DFT）方法，探究了二硫化钼（MoS?）纳米片从半导体相2H到金属相1T的相变机制。通过模拟集体旋转与旋转/平移运动、单原子平移运动以及硫（S）原子单排滑移等方式，系统研究了包含成核与扩展步骤的多种2H→1T相变路径——涵盖基面及不同硫覆盖度下的Mo边缘/S边缘区域。完美基面上1T相成核极难发生（能垒高达2.25 eV/原子），而基面硫空位缺陷可通过三个S原子的集体旋转运动显著促进缺陷位点周围的1T相成核与扩展。当基面存在两个硫空位时，1T相成核动力学能垒低至0.66~0.77 eV/原子。与基面硫空位的促进效应类似，DFT结果表明Mo/S边缘的硫覆盖度会影响1T相成核与扩展：裸露Mo边缘的单个S原子平移运动、以及50%硫覆盖度S边缘的整排S原子滑移运动在动力学上更有利；而50%硫覆盖度Mo边缘和100%硫覆盖度S边缘则难以形成1T相。本研究不仅证实了硫空位/覆盖度在2H-1T相变中的关键作用，更从原子尺度揭示了相变发生的具体方式与位置，为二维过渡金属硫化物材料的普适性相变机制提供了新见解。
关键词： 2H相至1T相，二硫化钼，密度泛函理论，硫空位，相变，硫覆盖度
更新于2025-09-23 15:21:21
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二维材料的电化学抛光
摘要： 二维（2D）层状材料展现出高温超导性、超润滑性、电荷密度波、压电电子学、柔性电子学、应变电子学、自旋电子学、谷电子学和光电子学等卓越特性，这些特性大多在单层极限下呈现。继基于微机械剥离的二维单层材料取得初步突破后，近年来通过物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）技术实现大面积单层二维材料（如MoS?和WS?）自下而上合成的研究取得显著进展，以推动其向商业技术转化。然而，次级、三级及更多垂直层的成核与后续生长不仅对实现均匀单层构成重大挑战，更会破坏其从单层转变为多层形态时急剧变化的电子与光电子特性一致性。若能开发出不损害材料质量的化学或物理技术去除多余顶层，将对研制原子级平整、大面积、均匀的二维材料单层具有重大意义。本研究报道了一种简单优雅且自限性的电化学抛光技术，可在室温数秒内将任意厚度（无论通过粉末气相传输法PVT还是机械剥离获得）的二维材料减薄至对应单层形态，同时保持其原子级完整性。该电化学抛光技术的有效性源于二维过渡金属二硫化物（TMDCs）的固有特性：基面稳定性、增强的边缘反应活性以及与衬底强于范德华力的相互作用。研究还发现，在类似氧化环境中二维单层比体材料具有更强的化学稳定性和耐腐蚀性，这使得此类材料能被电化学抛光至单层状态。
关键词： 物理气相传输、二硫化钼、二硫化钨、单层、腐蚀、二维材料、电化学抛光、电烧蚀
更新于2025-09-23 15:21:21
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利用高折射率MoS<sub>2</sub>的法布里-珀罗完美吸收体平面热电子光电探测器
摘要： 基于表面等离子体激元激发的热电子光电探测（HEPD）可突破带隙限制，为能量采集开辟新途径。然而，长期以来，依赖法布里-珀罗共振的无电子束光刻热电子光电探测器因制备工艺昂贵耗时，成为实现大面积量产的瓶颈。本文提出一种由金/二硫化钼/金腔体构成的平面型无电子束光刻法布里-珀罗共振热电子光电探测器。该器件通过高折射率二硫化钼增强往返相位偏移，具有纳米级厚度、高光谱可调性及近红外波段多色光响应特性。理论预测双腔与法布里-珀罗腔集成时，其光电响应度可达23.6 mA/W。这种纳米级厚度平面堆叠结构的热电子光电探测器，是实现HEPD大面积量产的理想方案。
关键词： 热电子、光探测、二硫化钼、法布里-珀罗共振、完美吸收
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过分子或聚合物外延层对2H-二硫化钼进行可控共价功能化。
摘要： 大多数空气稳定的二维材料化学性质相对惰性，这使得其化学改性较为困难。特别是对于二硫化钼（MoS2）而言，半导体相的2H-MoS2比其金属相1T-MoS2的反应活性低得多。因此，目前几乎不存在可靠的2H-MoS2共价修饰方法。理想的二维材料化学功能化方法应同时具备温和性（不引入大量缺陷）和普适性（可连接多种不同官能团）。本文系统研究了马来酰亚胺对2H-MoS2的共价功能化：使用碱（三乙胺）时，会原位形成与MoS2共价连接的琥珀酰亚胺聚合物层；而未加碱时，功能化仅停留在分子层面。该方案具有温和（室温反应）、快速（1小时内基本完成）和高度灵活（测试了11种溶剂和10种马来酰亚胺）的特点。实际应用中，该方法使化学家能灵活地用聚合物或分子修饰2H-MoS2，并通过多种官能团实现后续改性。从概念上看，有机聚合物的意外生成可能普遍存在于其他二维材料功能化方法中——这些方法通常需要过量分子试剂。
关键词： 点击化学、二硫化钼、马来酰亚胺、二维材料、共价功能化
更新于2025-09-23 15:21:01
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[2019年IEEE国际电信与光子学会议(ICTP) - 孟加拉国达卡(2019.12.28-2019.12.30)] 2019年IEEE国际电信与光子学会议(ICTP) - 基于MoS?/石墨烯混合覆盖层的灵敏度增强型表面等离子体共振(SPR)传感器
摘要： 一种性能增强的表面等离子体共振传感器采用二硫化钼（MoS2）/石墨烯混合覆盖层设计。原子级薄的过渡金属二硫化物（TMDC）纳米材料如MoS2在二维尺度上展现出更优异的光学和电学特性。该MoS2/石墨烯混合覆盖层可?；PR传感器的金属层免受氧化影响并保持更高灵敏度。凭借其大比表面积和可调生物相容性，该传感器性能较纯石墨烯构型提升数倍。所提出的SPR传感器包含钛（Ti）层以增强银与棱镜玻璃的结合强度。通过灵敏度因子（SF）、传感器优值（SM）、半高全宽（FWHM）及综合灵敏度因子（CSF）评估传感器性能。该传感器具有71.260/RIU的SF值和372.72 RIU-1的CSF值，显著高于无MoS2覆盖层的现有传感器构型。
关键词： 综合灵敏度因子，表面等离子体共振传感器，二硫化钼/石墨烯混合覆盖层，灵敏度因子
更新于2025-09-23 15:21:01