二硫化钨薄膜的制备及其光电和电催化性能研究--《南京航空航天大学》2016年硕士论文
二硫化钨薄膜的制备及其光电和电催化性能研究
【摘要】：类石墨烯过渡金属硫属化合物,如MoS2、WS2、MoSe2、WSe2等,因具有层数依赖的带隙结构而受到了广泛关注。当它由体材减薄至单层时其带隙由间接带隙转变为直接带隙,呈现出优异的光电子学性能,有望用于光电传感器、薄膜太阳能电池、可穿戴设备、半导体集成电路等多个领域。在这些硫属化合物中,本征态的WS2为双极性半导体,同时具备n型和p型电输运特性,因此类石墨烯WS2薄膜成为了目前二维原子层材料领域的研究热点。本论文提出了在金属钨箔上原位生长原子层WS2薄膜并对其光电和电催化性能进行了研究,主要研究内容和成果如下:(1)采用化学气相沉积法,以硫粉为硫源,钨箔为钨源和生长基底,Ar气为载运气体,在700oC下反应获得了类石墨烯WS2原子层薄膜。研究结果表明:在700oC下生长1 min即可获得2H相的单层WS2薄膜,光吸收和光致发光特性都表明单层WS2薄膜的禁带宽度约为2.08 eV。构筑了单层WS2-硅二极管器件,结果表明:该器件显示出优异的整流特性,整流因子为1.39;并呈现出明显的光响应特性,光电转换效率约为7.12 mA/W。(2)研究了生长在钨箔上的WS2原子层薄膜的电催化析氢性能。测试结果表明了700oC下硫化60 min时获得的多层WS2原子层薄膜的析氢性能最优,在过电势为0.36 V时电流密度达到10 mA/cm2,对应的tafel斜率为82 mV/dec。另外,对钨箔先氧化后硫化处理以制备表面粗糙的WS2薄膜。对该类薄膜也进行了电催化性能测试,结果表明了750oC温度下反应30 min的样品在过电势为0.37 V时电流密度可达到10 mA/cm2,对应的tafel斜率为104 mV/dec。(3)通过纳米气泡插入到多层硫化钨原子层薄膜层间获得了硫化钨纳米带。表征结果表明:获得的硫化钨纳米带的宽度以10 nm左右为主,长度多数在100 nm-200 nm左右。选区电子能谱分析表明硫化钨纳米带中硫钨原子数比约为1:1。高分辨透射电子显微镜分析表明硫化钨纳米带为立方系晶格结构,晶面间距约为0.4 nm。
【学位授予单位】：南京航空航天大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2016【分类号】：TQ136.13;TB383.2
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400-819-9993新型MoS2量子点的电致化学发光及其生物分析的应用
二硫化钼量子点（MoS2QDs）是一类具有类似石墨烯独特二维结构的过渡金属二硫化物纳米材料，不仅具有发射光谱可调控、量子产率高和易功能化等优点，而且由于无重金属离子表现出良好的生物相容性，现已广泛用作催化剂、荧光探针等。迄今为止，二硫化钼量子点电致化学发光（ECL）的研究尚无报道。最近，西南大学电分析团队的袁若、卓颖教授通过化学剥离法制备得到无毒、经济的MoS2QDs，并率先研究其ECL性能。在三乙胺（TEA）共反应试剂的存在下，他们可以观察到MoS2QDs的强ECL信号。基于MoS2QDs/TEA ECL体系结合适体识别驱动目标物循环同步滚环扩增（RCA）的放大策略，他们构建了免标记的“On-Off”适体传感器，实现了对内毒素的高灵敏检测。该传感器对浓度在0.1 fgomL-1~50 ngomL-1范围内的内毒素表现出良好的线性响应，其检测限低至0.07 fgomL-1。实验结果表明，该新型MoS2QDs将成为一种有竞争力的新兴ECL纳米材料类发光物质，在生物分析领域具有广阔的应用前景。这一成果近期发表在Analytical Chemistry 上。
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今日搜狐热点基于薄膜退火的MoS_2/SiO_2/Si异质结太阳能电池光伏性能提高--《光学精密工程》2017年03期
基于薄膜退火的MoS_2/SiO_2/Si异质结太阳能电池光伏性能提高
【摘要】：为了制备高效的MoSi/SiO_2/Si异质结太阳能电池,利用磁控溅射技术制备MoS_2薄膜,并在硫气氛下对MoS_2薄膜进行退火处理。分别用退火和未退火的MoS_2薄膜制备MoS_2/SiO_2/Si异质结太阳能电池,研究了退火对MoS_2薄膜的微观结构和MoS_2/SiO_2/Si异质结太阳能电池光电性能的影响。实验结果显示,相比于未退火的,经过退火处理的MoS_2薄膜的拉曼峰半高宽(FWHM)变窄,峰强增强,显微荧光光谱中也出现明显的激子发光峰。由此表明,退火处理使MoS_2薄膜由非晶向晶态转变,薄膜的体缺陷减少,异质结太阳能电池的开路电压和填充因子得到提升,器件转换效率从0.94%提高到1.66%。不同光照强度下的J-V测量和暗态的J-V测量结果表明,经退火处理的MoS_2薄膜的异质结太阳能电池具有较高的收集电压和更接近于1的理想因子,这归因于退火导致MoS_2薄膜的体缺陷的减少,近而降低了MoS_2/SiO_2/Si异质结太阳能电池器件的体缺陷复合。
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【分类号】：TM914.42
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400-819-9993Enhanced photocurrent and photoluminescence spectra in MoS2 under ionic liquid gating | SpringerLink
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Enhanced photocurrent and photoluminescence spectra in MoS2 under ionic liquid gatingZhen LiShun-Wen ChangChun-Chung ChenStephen B. CroninResearch Article
We report substantial improvements and modulation in the photocurrent (PC) and photoluminescence (PL) spectra of monolayer MoS2 recorded under electrostatic and ionic liquid gating conditions. The photocurrent and photoluminescence spectra show good agreement with a dominant peak at 1.85 eV. The magnitude of the photoluminescence can be increased 300% by ionic liquid gating due to the passivation of surface states and trapped charges that act as recombination centers. The photocurrent also doubles when passivated by the ionic liquid. Interestingly, a significant shift of the PL peak position is observed under electrostatic (14 meV) and ionic liquid (30 meV) gating, as a result of passivation. The ionic liquid provides significant screening without any externally applied voltage, indicating that these surface recombination centers have net charge. The acute sensitivity of monolayer MoS2 to ionic liquid gating and passivation arises because of its high surface-to-volume ratio, which makes it especially sensitive to trapped charge and surface states. These results reveal that, in order for efficient optoelectronic devices to be made from monolayer MoS2, some passivation strategy must be employed to mitigate the issues associated with surface recombination.ionic liquid dichalcogenide MoS2 photoluminescence photocurrent passivation This is a preview of subscription content,
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Characterization of atomic-layer MoS_2 synthesized using a hot filament chemical vapor deposition method
【摘要】：Atomic-layer MoS_2 ultrathin films are synthesized using a hot filament chemical vapor deposition method. A combination of atomic force microscopy(AFM), x-ray diffraction(XRD), high-resolution transition electron microscopy(HRTEM), photoluminescence(PL), and x-ray photoelectron spectroscopy(XPS) characterization methods is applied to investigate the crystal structures, valence states, and compositions of the ultrathin film areas. The nucleation particles show irregular morphology, while for a larger size somewhere, the films are granular and the grains have a triangle shape. The films grow in a preferred orientation(002). The HRTEM images present the graphene-like structure of stacked layers with low density of stacking fault, and the interlayer distance of plane is measured to be about 0.63 nm. It shows a clear quasihoneycomb-like structure and 6-fold coordination symmetry. Room-temperature PL spectra for the atomic layer MoS_2 under the condition of right and left circular light show that for both cases, the A1 and B1 direct excitonic transitions can be observed. In the meantime, valley polarization resolved PL spectra are obtained. XPS measurements provide high-purity samples aside from some contaminations from the air, and confirm the presence of pure MoS_2. The stoichiometric mole ratio of S/Mo is about 2.0–2.1, suggesting that sulfur is abundant rather than deficient in the atomic layer MoS_2 under our experimental conditions.
【作者单位】：
【基金】：
【分类号】：TQ136.12
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