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oe1(光电查) - 科学论文

192 条数据
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  • 晶种促进剂调控二硫化钼生长的原子尺度机制

    摘要： 晶种促进剂有助于化学气相沉积（CVD）中过渡金属二硫化物的成核与生长，但其复杂作用机制尚不明确。本研究采用由非极性和极性部分构成的三角晶形结晶紫（CV）作为晶种促进剂，探究其对二硫化钼（MoS2）生长的影响。通过改变溶剂极性系统调控CV在SiO2/Si基底上的几何构型，发现其会显著影响CVD法制备单层或多层MoS2区域。当CV随机平铺于SiO2/Si基底时主要生成单层MoS2区域，而CV胶束中极性部分富集处则合成多层MoS2区域。密度泛函理论计算表明：MoS2生长的初始成核步骤是硫原子在CV上的吸附，且最有利吸附位点位于CV的极性部分。此外发现极性CV部分介导了CV与SiO2的吸附作用，在平铺CV构型中该作用进一步增强。平铺CV构型通过提升热稳定性并抑制高温下CV的重新聚集，从而主导单层MoS2的生长。

    关键词： 籽晶促进剂、二硫化钼、化学气相沉积、过渡金属二硫化物

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 无需纳米光刻技术制造的超尺度MoS<sub>2</sub>晶体管与电路

    摘要： 半导体器件的未来尺寸缩减只能通过开发新型纳米制造技术和原子级薄晶体管沟道来实现。我们在此展示了一种无需纳米制造的阴影蒸发法制备的超小型化二硫化钼场效应晶体管(FET)。该方法能实现具有全栅控10纳米长沟道的大规模二硫化钼FET制备。所实现的超小型化二硫化钼FET展现出极小的电流-电压特性迟滞、创纪录的约560 A/m高漏极电流、此类超短器件优异的漏极电流饱和特性、约120 mV/dec的亚阈值摆幅，以及在空气环境中的约10^6漏极电流开关比。这些超小型化二硫化钼FET还被用于实现n型耗尽负载技术的逻辑门电路。该反相器在仅1.5V电源电压下展现出约50的电压增益，并具备输入/输出信号匹配能力。

    关键词： 晶体管缩放、场效应晶体管、逻辑门、二硫化钼、短沟道效应

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 掺杂钼的锌钴沸石咪唑酯骨架衍生的八硫化九钴量子点与二硫化钼嵌入三维氮掺杂碳纳米片阵列中，作为氧还原、析氧和析氢反应的高效三功能电催化剂

    摘要： 本文首先提出一种简便策略：通过热解生长于碳纳米纤维上的钼掺杂锌钴沸石咪唑酯骨架材料并后续硫化，制备出嵌入多孔碳纳米片阵列（负载于碳纳米纤维）的Co9S8和MoS2纳米晶复合材料（Co9S8-MoS2/N-CNAs@CNFs）。该电催化剂展现出优异且稳定的催化性能——氧还原反应半波电位达0.82 V，析氧反应（10 mA cm-2时过电位0.34 V）与析氢反应（10 mA cm-2时过电位0.163 V）性能均超越现有金属有机框架衍生过渡金属硫化物催化剂。将其作为液态/全固态锌空气电池空气电极时，分别获得222 mW cm-2和96 mW cm-2的高功率密度。这种卓越催化活性主要源于独特的三维结构与化学组成、优异电子导电性、充足比表面积及丰富活性位点。本研究为设计其他金属有机框架衍生的三维结构硫化物量子点多功能电催化剂提供了重要方法，可广泛应用于高效催化与能源存储领域。

    关键词： 沸石咪唑酯骨架材料、Co9S8量子点、二硫化钼、氮掺杂碳纳米片阵列、锌空气电池、三功能电催化剂

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • MoS2/铁电异质界面中极化耦合实现的非线性光学滤波

    摘要： 复杂氧化物异质界面与范德华异质结构为探索新兴量子现象和设计新功能提供了两种本质迥异的通用平台。然而，这两类材料协同作用所蕴含的丰富可能性仍有待发掘。我们在此报道了一种由单层二硫化钼与邻近铁电氧化物薄膜之间的界面极化排列引发的非常规非线性光学滤波效应。该异质界面的二次谐波响应会随下方铁电畴壁的手性不同而显著增强或几乎完全淬灭，并能通过极性畴进一步调控。与广泛研究的电荷、自旋及晶格驱动耦合机制不同，这种界面调控效应完全由极性对称性介导——我们的密度泛函理论计算对此作出了清晰阐释，这为纳米尺度可重构光学应用的功能设计指明了一条新材料策略。

    关键词： 非线性光学滤波、二次谐波产生、二硫化钼/铁电异质界面、密度泛函理论、极性对称性

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 用于光电子应用的大规模MoS?/WS?、WS?/MoS?、WS?/石墨烯和MoS?/石墨烯二维-二维异质结构的金属有机气相外延生长

    摘要： 大多数关于二维材料（光）电子器件的研究都依赖于嵌入传统三维半导体、电介质和金属中的单原子层。然而，通过不同二维材料的异质结构，可以降低缺陷密度、优化载流子或激子传输过程并提高稳定性，从而定制二维组件的性能。这为新型器件设计提供了额外且独特的自由度。二维层近乎无限的潜在组合方式催生了许多引人入胜的应用。与机械堆叠不同，金属有机气相外延（MOVPE）技术有望实现具有洁净锐利界面、大面积高度均匀的二维层堆叠。本文展示了在2英寸蓝宝石（0001）衬底上直接连续生长MoS?/WS?和WS?/MoS?异质结构的MOVPE工艺，首次报道了仅采用MOVPE技术制备大面积MoS?/石墨烯和WS?/石墨烯异质结构，并分析了生长时间对WS?在石墨烯上成核的影响。

    关键词： 金属有机气相外延、二硫化钨、二硫化钼、异质结构、二维材料、石墨烯、光电子应用

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 二维材料赋能的纳米机械测辐射热计

    摘要： 我们在此描述一种新型长波辐射探测器，该探测器通过机械传感方式在室温下测量光照强度。与半导体测辐射热计相比，我们的纳米机械探测器具有低测量噪声特性，且本质透明、可弯曲。这种固态器件基于二维材料薄膜，该薄膜既作为辐射吸收体，又能在基底-吸收体界面检测机械应变。通过对二维材料特性的优化及新型边缘取向器件结构的实现，我们将探测灵敏度提升至前所未有的3.34×10? cm Hz1/2 W?1，同时具备微米级空间分辨率。这种仅通过液相工艺即可实现的优异性能与简易可扩展制备的结合，展现了该探测器在未来普适化可穿戴电子领域的应用潜力。

    关键词： 热膨胀、二硫化钼、红外探测器、石墨烯、测辐射热计

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 二硫化钼和二硫化钨在水氨中的液相剥离及其在高效有机太阳能电池中的应用

    摘要： 简单、可扩展且经济高效的二维（2D）过渡金属二硫化物（TMDs）高质量合成方法，不仅对基础研究至关重要，也有助于这些低维材料在日益广泛的器件应用中普及。本研究报道了以水合氨（NH3(aq)）为介质的二硫化钼（MoS2）和二硫化钨（WS2）液相剥离（LPE）技术，这种绿色方法可替代传统但环境友好性较差的溶剂。所制备的纳米片浓度可达0.5-1毫克/毫升，具有优异的化学计量比与结构质量，并呈现半导体特性。这些特性使其特别适用于有机光电子学领域——该领域对光学透明度和合适能级两个关键前提有严格要求。当MoS2和WS2作为唯一空穴传输层材料用于有机光伏器件时，分别获得了14.9%和15.6%的功率转换效率，这凸显了基于水合氨的LPE方法制备高质量TMDs的潜力。该方法可潜在推广至其他TMDs材料。

    关键词： 氨水、二硫化钼、液相剥离、有机太阳能电池、二硫化钨

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 利用含嘧啶的自组装单分子层对MoS?/金界面进行界面能带工程：实现无接触电阻的底电极接触

    摘要： 采用金等常见电极材料的底接触结构对于将二维半导体集成到现有器件概念中至关重要。然而，与金（尤其是底接触）的高接触电阻是二维半导体薄膜晶体管中的普遍问题。研究人员通过研究金电极上含嘧啶的自组装单分子层来调节电极功函数，从而最小化该接触电阻。通过开尔文探针力显微镜直接绘制器件工作期间沟道上的电位降，记录了这种常被忽视的不对称且依赖偏压的特性。通过合适的自组装单分子层，接触电阻降低超过两个数量级，这极大地提高了整体器件性能。

    关键词： 功函数工程、二硫化钼、薄膜晶体管、自组装单分子层、肖特基势垒

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于MoS?/AlN/Si的自供电、宽带超快光电探测器中的缺陷介导传输

    摘要： 通过将超薄二维材料的独特性质与常规三维半导体相结合，可实现功能增强的器件。我们在此报道一种基于混合MoS2/AlN/Si异质结构的自供电超快光电探测器。该异质结通过在AlN/Si(111)模板上采用脉冲激光沉积法制备MoS2薄膜形成。器件在黑暗和光照条件下的垂直输运特性显示：在0V偏压下对300-1100nm宽波段具有优异的光响应。该光电探测器最大响应度达9.93 A/W（波长900nm处），并展现出超快时间响应特性（上升/恢复时间分别为12.5/14.9微秒）。X射线光电子能谱与截面透射电镜分析揭示：AlN体相中存在本征氧杂质，这些氧缺陷在AlN中形成深施主能级，对光生载流子输运起关键作用，从而提升器件性能。

    关键词： 宽带和超快光响应、深能级缺陷、二硫化钼、氮化铝、脉冲激光沉积

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 团簇型MoSx（x约2、3和4）薄膜的反应脉冲激光沉积及其低温固体润滑性能

    摘要： 我们在低温（?100°C）氧化环境下研究了非晶态二硫化钼（MoSx）薄膜涂层在滑动摩擦中的摩擦学性能。通过反应脉冲激光沉积法，在不同压力的H2S环境中对钼靶进行激光烧蚀，制备出硫含量（x约2、3和4）不同的薄膜。摩擦测试中，MoS3涂层表现出最低的摩擦系数（0.08），该涂层具有良好的延展性和低磨损率，钢对偶件的磨损极小。MoS2涂层因在磨损轨迹中形成与涂层结合良好的摩擦膜而具有最佳耐磨性，但其摩擦修饰作用会导致更高的摩擦系数（0.16）和对偶件更严重的磨损。MoS4涂层的摩擦学性能较差。本研究探讨了MoSx涂层在与对偶件接触时，在氧气和水作用下可能发生的摩擦化学变化及结构重排机制。摩擦膜的特性及其向涂层和/或对偶件转移的效率，在很大程度上取决于构成非晶态MoSx薄膜结构的纳米团簇的局部原子堆积方式。

    关键词： 磨损、二硫化钼、固体润滑剂、纳米团簇、反应脉冲激光沉积、低温、摩擦系数

    更新于2025-09-23 15:19:57