高效析氢用花状MoS_(x)Se_(2-x)纳米复合材料的简便合成

为了解决MoSe_(2)导电性差和活性位点有限的问题,通过简便水热工艺合成具有缺陷的三元MoS_(x)Se_(2−x)纳米片。结果表明,硫元素的引入,不仅提高了其电子转移能力,而且提供了更多的电催化活性位点。因此,优化后S/Se摩尔比为1:1的MoS_(x)Se_(2-x)(MoSSe)具有优异的电催化析氢(HER)性能,其Tafel斜率仅为47 mV/dec,在−10 mA/cm^(2)下具有较低的过电位(−165 mV),并且具有良好的耐久性。这项工作为更好地理解多因素调控在设计和合成MoSe_(2)基催化剂以提高其电化学活性方面提供了一条额外的途径。

二维MoS_(2(1-x))Se_(2x)特性及其光电晶体管性能

表征了MoS_(2(1-x))Se_(2x)样品的Raman光谱和光致发光(PL)谱性质,验证了MoS_(2(1-x))Se_(2x)基于组分和厚度的带隙可调特性,并基于Raman光谱分析了单层及多层样品由于引入Se原子引起的结构变化及光谱特性。此外,受益于单层材料的直接带隙的电子结构,在405 nm激光波长、112.1μW/cm^(2)功率密度光照和0.5 V偏压的条件下,单层MoS_(2(1-x))Se_(2x)光电探测器响应度最大约为29 A/W,探测率超过4.0×10^(10) Jones,电流开关比约为10^(2)。单层MoS_(2(1-x))Se_(2x)光电晶体管展示出的优异光电探测性能显示出其在未来光电领域的巨大潜力。

SnS_(x)Se_(2-x)单晶纳米片的可控制备与表征

锡二硫族化合物可以通过改变硫和硒的含量来连续调控三元合金材料的带隙、载流子浓度等物理化学性质,在电子和光电子器件应用上具有巨大的潜力。本文采用化学气相沉积(CVD)技术可控地制备了不同元素组分的SnS_(x)Se_(2-x)(x=0,0.2,0.5,0.8,1.0,1.2,1.5,1.8,2.0)单晶纳米片。采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、能量色散X射线光谱(EDS)、透射电子显微镜(TEM)以及拉曼光谱等手段对SnS_(x)Se_(2-x)纳米片进行了综合表征。结果表明本方法成功实现了元素百分比可调的SnS_(x)Se_(2-x)单晶纳米片的可控制备。重点研究了依赖于元素百分比的SnS_(x)Se_(2-x)的拉曼特征谱,实验结果与基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算得到的SnS_(x)Se_(2-x)的拉曼仿真谱高度吻合,理论计算结果较好地诠释了实验拉曼光谱发生变化的原因。本研究提供了一种元素百分比可调的三元SnS_(x)Se_(2-x)单晶纳米片的可控制备方法,同时对锡二硫族化合物的明确、无损识别提供了方案。

单层MoS_(2(1-x))Se_(2x)合金的合成及MoS_(2(1-x))Se_(2x)(x=0.25)场效应晶体管的光电特性

二硫化钼的合金化/掺杂是探索二维材料在微电子器件中潜在应用的一种新途径。使用化学气相沉积法,并利用氯化钠辅助生长,通过调节硫粉和硒粉的质量比,在SiO_(2)/Si衬底上获得了6种不同组分的单层MoS_(2(1-x))Se_(2x)合金,光致发光峰位置在678(~1.83 eV)~813 nm(~1.53 eV)范围内变化。连续生长的大面积单层MoS2(1-x)Se_(2x)(x=0.25)合金的横向尺寸可达到200μm。为了研究MoS_(2(1-x))Se_(2x)合金的光电特性,使用了大面积生长的单层MoS_(2(1-x))Se_(2x)(x=0.25)合金制备了场效应晶体管。光电测试结果表明,520 nm激光照射下的单层MoS_(2(1-x))Se_(2x)(x=0.25)场效应晶体管响应度达到了940 mA·W^(-1),检测率为5.32×10^(10)cm·Hz^(1/2)·W^(-1),快速响应时间为8 ms。