目前,对二维晶体材料石墨烯的研究受到各个学科研究者的广泛关注,石墨烯发展前景十分广阔,但在研究的同时也无可避元暴露出石墨烯零帯隙的特点,这个特点导致其在制作晶体管使开关比较低,使用上存在一些不足的问题,限制了其在电路上的应用。目前已经可以大面积制备石墨烯,但成本较高,各个方法都有自己的优缺点,想要产业化和市场化还得一段时间。文献综述
1。1。2二硫化钼
二硫化钼是一种比较常见的过度金属硫化物,研究者们将二硫化钼作为固体润滑剂被大规模生产。作为二维晶体材料,类石墨烯二硫化钼近几年也受到了广泛关注,它一种具有片层结构的二维晶体材料,是由六方晶系的单层或多层二硫化钼组成的13。中间一层钼原子层与其上下两层硫原子层构成了一个二硫化钼单层, 钼原子与硫原子以共价键连接形成二维结构; 多层二硫化钼一般由不超过五层的单层二硫化钼组成,层间有较弱的范德华力, 层间距大约是 0。65 nm14。
类石墨烯二硫化钼与石墨烯的零带隙不同,通过第一性原理计算机模拟得到它存在1。29-1。90 eV 的能带隙15,二硫化钼晶体的层数不同能带隙也会不同,电子跃迁方式分为竖直跃迁和非竖直式跃迁16 。
二硫化钼在好多领域都有广泛应用,如润滑剂,在恶劣环境下依然保持优异的摩擦性能,保持良好的润滑效果,被誉为“高级固体润滑油王”17。在微电子方面,当二硫化钼做到足够薄时,其薄膜厚度达到0。7nm时,就会表现出优异的电学特性。
但是片层状的二硫化钼很难制得,要想大面积工业化生产二硫化钼,必须找到成本低廉并可大面积高质量生产的方法,目前主要有以下几种方法制备二硫化钼。
微机械剥离法;类似于机械剥离法制备石墨烯,它是一种简单获取二维材料的制备方法,用胶带的粘性剥离二硫化钼粉末,克服其片层之间的范德华力,使片层相互分离,从而达到剥离效果,得到二维二硫化钼。早在1956年,Frindt 等人第一个利用微机械力剥离法得到了几层至几十层厚的二硫化钼18,该方法操作简单,效率高,通过简单的手工就可得到单层类石墨烯二硫化钼,而且得到的二硫化钼样品晶体结构完美,缺陷少,迁移率非常高,缺点是样品尺寸小,重复性差,无法大规模生产。来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-
液相超声法;液相超声法是近几年发现的一种方法,是将二硫化钼粉末放在适当的溶剂中进行超声震荡,然后取出混合液进行离心,将上清液在真空中干燥处理从而制得二维二硫化钼。Coleman等人19向二硫化钼粉末中添加N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP), 然后进行超声震荡。然后取出混合液进行离心,将上清液在真空中干燥处理从而制得二维二硫化钼,他们还预言通过这种方法可以制作各种金属硫化物。液相超声法剥离后的产物在液体中比较稳定,不容易聚在一起,操作简单,适合大规模生产,缺点是效率较低,如果改进,它将会会是一种潜力巨大的制备方法。