少层二硫化钼制备新方法

二维材料因其独特的原子厚度2D层状结构以及光电属性而备受关注,其中最具有代表性的是过渡金属硫族化合物(TMDCs),包括二硫化钼(MoS2)、二硫化钨(WS2)、二硒化钼(MoSe2)、二硒化钨(WSe2)等,因其具备最早发现的二维材料——石墨烯所不具备的可见光带隙特性,对未来光电器件发展具有重要的研究意义。

二硫化钼图片

二维材料原子层与层之间的作用力是可以轻易被打破的范德华力,因此在更轻便的光电设备研究中,常常使用打破层间范德华力束缚的厚度较薄的少层二维材料。少层二硫化钼是TMDCs家族中研究最为广泛的二维材料之一,2H相是其最稳定存在的一种形态。

近日,中国科学院深圳先进技术研究院研究人员利用氯化锂作为插层剂,成功建立等离子体液相制备二维材料的新方法。该办法不仅可以快速剥离石墨纸,还可以拓展至制备高质量少层2H相二硫化钼。研究成果发表在《中国科学:材料科学》(Science China Materials)上。

等离子体液相制备石墨烯示意图

和传统的插层剂辅助电化学方法相比,插层剂辅助等离子体液相技术剥离的产物缺陷少且不会引入额外的基团,能够可控地剥离或者制备高质量二维材料,进一步推进二维材料在光电等领域中的灵活应用,助力光学电子器件不断向超薄轻量化发展。

少层二硫化钼是典型的半导体材料,也可实现超导转变,拥有石墨烯无法企及的电子特性,在电子通信、生物医药、柔性制造、能量能源等领域中具有广阔的应用前景,如晶体管、传感器、柔性屏、存储器等等。

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