二维过渡金属硫族化合物(TMDs)是继石墨烯之后的新型二维材料，由于其自身的独特物理化学性质在半导体、光电材料、能源储存和催化制氢等方面备受瞩目。化学气相沉积(CVD)是目前适合实现大规模制备二维材料的工艺之一，制备过程中参数的高度可控性使其具有很大优势。本文综述了近期通过CVD制备TMDs的研究进展，探讨了在CVD制备工艺中各种参数对产物生长和最终形貌的影响，包括前驱体、温度、衬底、辅助剂、压力和载气流量等。列举了一些改进的CVD制备工艺，并对其特点进行了总结。最后讨论了目前CVD制备TMDs所面临的挑战并对其发展前景进行展望。
过渡金属硫族化合物 化学气相沉积 盐辅助化学气相沉积 金属有机化学气相沉积 二维材料 前驱体 影响因素 transition metal dichalcogenide chemical vapor deposition salt-assisted chemical vapor deposition metal-organic chemical vapor deposition two-dimensional material precursor influence factor
1 CAS Key Laboratory of Standardization and Measurement for Nanotechnology, National Center for Nanoscience and Technology, Beijing 100190, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
In recent years, two-dimensional (2D) materials have attracted extensive interests due to the large exciton binding energy different from bulk materials. Many peculiar properties have been discovered that have far-reaching perspectives in the next generation of optoelectronic devices. In this review, we introduce the forms of exciton existence in 2D materials and several promising 2D materials with good applications at first. Then, we summarize relevant contemporary tools for probing exciton dynamics and methods of regulating 2D exciton transport, for instance, electrical regulation, stress/surface wave regulation and moiré potential regulation, etc. Finally, we conclude the general development of regulation in 2D materials and propose several possible opportunities of application prospect.In recent years, two-dimensional (2D) materials have attracted extensive interests due to the large exciton binding energy different from bulk materials. Many peculiar properties have been discovered that have far-reaching perspectives in the next generation of optoelectronic devices. In this review, we introduce the forms of exciton existence in 2D materials and several promising 2D materials with good applications at first. Then, we summarize relevant contemporary tools for probing exciton dynamics and methods of regulating 2D exciton transport, for instance, electrical regulation, stress/surface wave regulation and moiré potential regulation, etc. Finally, we conclude the general development of regulation in 2D materials and propose several possible opportunities of application prospect.
materials exciton diffusion transition metal dichalcogenide van deer Waals heterostructure trion moiré exciton
国防科技大学 空天科学学院, 新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室, 长沙 410073
氧还原(ORR)反应是燃料电池等清洁能源阴极的关键反应, 其反应动力学复杂, 阴极需使用Pt等贵金属催化剂。然而Pt价格昂贵, 且载体炭黑在高电位环境下稳定性欠佳, 导致电池部件成本高且寿命短。二维过渡金属硫属化合物(2D TMDs)具有高比表面积与可调节的电学性能, 且稳定性强, 有望在维持活性的同时提高燃料电池阴极的耐久性。本文梳理了近年来2D TMDs在ORR催化剂领域的最新研究进展: 首先概述了2D TMDs的结构、性质及ORR反应机理; 其次分析了调控2D TMDs的ORR性能策略, 包括异质元素掺杂、相转变、缺陷工程与应力工程等, 介绍了2D TMDs基异质结构对ORR性能的提升作用; 最后, 针对该领域目前存在的挑战进行展望与总结。
氧还原反应 二维材料 过渡金属硫属化合物 电催化 综述 oxygen reduction reaction two-dimensional material transition metal dichalcogenide electrocatalysis review
1 中国科学院 上海硅酸盐研究所, 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室, 上海 200050
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 北京大学 化学与分子工程学院, 北京分子科学国家实验室与稀土材料化学及应用国家重点实验室, 北京 100871
通过固相反应法合成一系列插层化合物PdxNbSe2 (x=0~0.17)。它们与2H-NbSe2相同, 属于六方晶格, 空间群为P63/mmc。Pd占据NbSe2层间的八面体空位。随着Pd含量的增加, 晶格常数c线性增大, 而a几乎不变。X射线单晶衍射结果表明, Pd0.17NbSe2的晶格常数为a=b=0.34611(2) nm, c=1.27004(11) nm。每个Pd原子与六个Se原子键合形成[PdSe6]八面体来连接相邻的Nb-Se层, 使晶体结构变得更加稳定, 从而提高化合物的热稳定性。电学测试表明, 随着Pd含量的增加, PdxNbSe2的剩余电阻比减小。此外, 超导转变温度也随着Pd含量的增加而下降, 说明Pd的引入不利于NbSe2的超导态。
PdxNbSe2 过渡金属硫族化合物 晶体结构 超导 PdxNbSe2 transition metal dichalcogenide crystal structure superconducting
1 浙江大学信息与电子工程学院硅材料国家重点实验室, 浙江 杭州 310027
2 浙江大学高分子科学与工程学系, 浙江 杭州 310027
3 浙江大学材料科学与工程学院, 浙江 杭州 310027
将3,4,9,10-苝四酸二酐(PTCDA)分别与单层二硫化钼(MoS2)和石墨烯结合构成有机-无机异质结, 并研究其荧光性能。在MoS2/PTCDA体系中, PTCDA的荧光强度显著增强, 这是因为MoS2表面促进了PTCDA外延生长; 而在石墨烯/PTCDA体系中, PTCDA的荧光强度明显减弱, 这主要是因为该异质结内光生电子发生了跃迁转移。
材料 过渡金属硫族化合物 石墨烯 有机半导体 异质结 荧光性能
