二硫化钼,二维材料性质ppt课件

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二硫化钼基本知识

二硫化钼基本知识

接使用。
2. 由于二硫化钼的比重为矿油的 5 倍左右,目前还没
有足够的方法,克服沉淀,虽然加了添加剂,但只能维持一
定时间,故在使用二硫化钼前必须充分的搅拌均匀。
3. 由于二硫化钼沉淀问题尚未解决,故二硫化钼不适
合在就经过滤的设备和侵润滑的设备及油眼很细的管路里使
用,以免堵塞油眼影响润滑油畅通而造成设备事故,二硫化
8. 二硫化钼导电磁性:二硫化钼在常态下为不良导体和非磁 性材料。
9. 二硫化钼抗水性:二硫化钼随着水分的增加其磨擦系数会 增高,因此要求二硫化钼相对湿度小于 15%较佳,但当二硫化钼 中含水 50%以后,其磨擦系数甚至比纯二硫化钼还低。
10. 二硫化钼抗辐射性:将二硫化钼分散于无机粘合剂,二硫 化钼形成的抗辐射的固体润滑膜,二硫化钼能在-180°~649℃的 温度范围内使用,这对于要求相当高的辐射强的外层空间来说, 采用抗辐射性二硫化钼润滑剂有重大意义。
二 硫化钼蜡笔 二硫化钼以硬脂酸、石蜡和 1 号二硫化钼粉配制而成,二硫
化钼适用在刃具上进行干油润滑,二硫化钼可以延长刃具使用寿 命,提高加工件的光洁度,尤其在教工韧硬合金材料时,使用效 果较为显著在抛光带上涂上本品光洁度可比原来提高 1~2 级,同 时二硫化钼可以缩短抛光时间。
二硫化钼使用方法:使用二硫化钼先将加工件及加工所用的 刀具都装好在加工设备上,将刀具对加工件稍微操作几转,使刀 具头达到近 80℃是然后将二硫化钼在刀具头抹几下,头部有一 层灰色的二硫化钼时,即可进行正常的削及钻孔(不需要抹得太 多),在操作一定时间后,二硫化钼已磨掉时,可重复在抹二硫 化钼。
(即用 75~20 倍的原用机油稀释,锭子油剂可用 25 倍的锭子油
稀释)然后搅拌均匀后用,二硫化钼可提高润滑油的抗压性能,

二硫化钼二维薄膜材料的研究与应用

二硫化钼二维薄膜材料的研究与应用

二硫化钼二维薄膜材料的研究与应用摘要:自从石墨烯问世以来,与其结构类似的二维层状纳米材料在众多研究领域引起了更为广泛的关注。

二硫化钼是一种典型的二维瞬态过度金属层化合物,由范德华力连接。

由三层共价S-mo-S原子层组成。

二硫化钼转变为具有优异半导体性能的二维超薄结构材料。

固体材料的带宽不仅增加了1.29ev,而且电子结构也从间接带宽隙变为直接带宽隙。

同时,二硫化钼在光电子器件中表现出优异性能。

二维结构的二硫化钼在锂离子电池和催化剂中有着广泛的应用,二维结构的二硫化钼材料因其优异的性能近年来得到了广泛的研究。

关键词:二硫化钼;结构和性质;材料制备;薄膜表征前言二维材料是由一个或多个原子层组成的晶体材料。

它的概念起源于十九世纪初。

经试验表明,二维材料可以独立存在。

石墨烯的发现为固态电子学中原子薄层材料的研究开辟了一个新领域。

具有二维晶体结构的无机化合物的研究取得了新进展,极大地激发了研究者的热情。

几十种不同性质的二维材料被发现,显示了几种典型二维材料的晶体结构和性能。

给出了相应材料的临界超导体温度和带隙。

二维二硫化钼过渡金属硫化合物由于其固有的可调带宽引起了研究人员的极大关注。

过渡金属硫化合物在横向和纵向异质结构中都具有新的物理性质。

1、二硫化钼结构和性质1.1二硫化钼结构二硫化钼由一个钼原子和两个硫原子组成,其中钼原子和硫原子共价结合形成s-mo-s结构。

钼原子有六个最近的硫原子,而硫原子有三个最近的钼原子。

两者形成三棱柱状配位结构,层与层之间存在微弱的范德华力作用,每层之间的距离大约0.65nm,Mo原子与S原子间的相对位置差异形成晶体结构[1]。

1.2二硫化钼的光学性质二硫化钼薄膜具有层状结构和特殊的能带结构,具有独特的吸收和光发射等光学性质。

这些特性将使二硫化钼薄膜在光电子器件中得到广泛应用。

当二硫化钼薄膜为单原子层时,其带隙结构将由间接带隙转变为直接带隙并成为导体。

当二硫化钼薄膜为多层膜时,其具有独特的光学性质。

二硫化钼新型润滑材料基本知识

二硫化钼新型润滑材料基本知识

新型固体润滑材料二硫化钼的基本知识为了积极配合二硫化钼(MoS2)新材料的推广应用,现将其基本如识简要加以介绍。

第一节二硫化钼(MoS2)的物理、化学性能及润滑原理.一、比重及硬度二硫化钼(MoS2)是从辉钼矿中精选并经化学和机械处理而制成的一种呈黑灰色光泽的固体粉末,用手指研磨有油雎滑腻的感觉。

二硫化钼(MoS2)的分子式为MoS2。

二硫化钼(MoS2)的比重为4.8。

(比重= 表示二硫化钼(MoS2)与4℃时同体积水的重扭相比的倍数)二硫化钼(MoS2)的分子量为160.07。

(分子虽:即分子的质量,分子等于组成该分子的各原子量的总和。

由于二硫化钼(MoS2)分子质量很小,故不直接以“克”做为量度的基本单位,而是以氧原子质量的 1/16人。

作为质量单位)二硫化钼(MoS2)的硬废为 1一1.5 (莫氏)。

(莫氏硬度:矿物抵抗外界的刻划、压入研磨的能力称为硬度,共分十度。

其排列次序为:1、滑石,2、石膏,3、方解石,4、萤石,5、磷灰石,6、正长石,7、石英,8、黄玉,9、刚玉,10、金刚石) 二硫化钼(MoS2)的莫氏硬度介于滑石及石膏之间。

二、摩擦系数当一物体在另一物体上滑动时,在沿接触摩按表面产生阻力,此阻力叫做摩擦力。

摩擦力的方向与滑动物体运动时方向相反,摩擦力的大小与垂直于接触面的负荷(即正压力)有关,正压力愈大,摩擦力也愈大,滑动时摩擦力与正压力的比值叫做 (动)摩擦系数,即摩擦系数= 摩擦力/正压力摩擦系数是用来衡量物体接触表面的摩拽力的,摩擦系数在数值上等于单位正压力作用下接触面间的摩擦力。

摩擦系数愈小,使物体滑动所需要的力也就愈小。

二硫化钼(MoS2)的摩擦系数可以在 MM200型磨损试验机上进行测试,遵照毛主席关于“认识从实践始”的教导,我们以BM-3二硫化钼(MoS2)润滑膜为例,在两试块接触点相对滑动速庭:为5.02米/分及95.米/分时,改变不同的负荷,测定了相对应的二硫化钼(MoS2)干膜润滑的摩擦系数 (测试方法详见第二章第七节),试验数据如下表。

二硫化钼xrd峰

二硫化钼xrd峰

二硫化钼xrd峰二硫化钼(MoS2)是一种常见的二维纳米材料,具有优异的结构性能和电学性能,因此在能源储存、传感器、催化剂领域等方面具有广泛的应用前景。

X射线衍射(XRD)是一种广泛应用于材料表征的非破坏性分析技术,能够确定材料的晶体结构和晶格常数,以及粉末样品的成分和结构。

因此,XRD技术被广泛用于研究MoS2的晶体结构和相。

本文将介绍MoS2的XRD图谱及其特征峰。

MoS2的XRD图谱通常呈现出明显的峰和峰谷,这些峰和峰谷对应于结构参数和物理特性。

一般来说,MoS2的XRD图谱中,出现的是蓝垫线可能偏移±0.2°角度而产生峰的形态,因此需要注意解释。

以下将逐个讲解MoS2的三个主要峰和一些次要峰。

MoS2的(002)峰MoS2的(002)峰是图谱中最强的峰,它是研究MoS2材料的重要参考峰。

这个峰与MoS2晶体的层间距d002有关,d002的值决定于MoS2的层状结构。

在标准的(002)位置,MoS2的(002)峰通常出现在2θ=14.387°角,对应于d002=0.617nm。

而对MoS2进行各种方法的处理,有时会出现偏移,需要注意对比。

MoS2的(110)峰是MoS2晶体的次要峰,通常位置比较靠前,出现在2θ=38.431°角。

该峰的出现表示MoS2晶体中存在(110)面的晶体平面距离,对应的晶体参数d110=0.147nm。

其余峰结论通过XRD技术,可以准确地确定MoS2晶体的层间距离、晶格参数和晶体结构,这对于化学研究和应用具有重要意义。

通过本文的介绍,可以更加深入了解MoS2的XRD图谱及其特征峰的含义,对深入理解MoS2的结构和性质具有积极意义。

二硫化钼的结构与应用

二硫化钼的结构与应用

2 结构与制备
2.1 结构
• MoS2之所以能够形成富勒烯结构纳米粒子 和纳米管是由于其具有像石墨一样的层状 结构。 • MoS2属于六方晶系,是一种抗磁性且具有 半导体性质的化合物,其Mo-S棱面相当多 ,比表面积大。
Mo原子
S原子
图4 MoS2层的结构示意图
Mo原子
S原子
图4 MoS2层的结构示意图
图3 辉钼矿石 来自/s/blog_624cd50b0100pit5.html
• • • •
熔点1185℃ 密度4.80g/cm3(14℃) 莫氏硬度1.0~1.5 1370℃开始分解,1600℃分解为金属钼和 硫。 • 315℃在空气中加热时开始被氧化,温度升 高,氧化反应加快。 • MoS2不溶于水,只溶于王水和煮沸的浓硫 酸。
图 6 准球型的笼状MoS2纳米粒子
• 2.2 制备
现在国内外出现了很多制备纳米MoS2的方 法,一般可分为化学法、物理法和最近兴 起的单层MoS2重堆积法。
• 2.2.1 化学法
还原法:适宜的还原剂可将Mo6+与Mo5+还 原成Mo4+,通过控制反应条件,生成的 MoS2可达纳米级。 氧化法:MoCl3自身可氧化制备出MoS2,反 应式如下:
• 它是一种二维材料,很容易用在纳米技术 上,在制造微型晶体管、发光二极管( LEDs)、太阳能电池等方面有很大潜力
• 那辉钼材料具体是哪一种材料呢? 它就是——
• ——MoS2
• 受C60和碳纳米管的启发,以色列魏兹 曼科学院科学家R.Tenne 领导的研究 小组于1993 年合成了IF-MoS2纳米颗 粒与纳米管。(IF:无机富勒烯)
4 3
MoCl3 2Na2S MoS2 1 3 Mo 4NaCl

【半导体物理 精】二硫化钼的结构

【半导体物理 精】二硫化钼的结构
• 二硫化钼还因独特的能带结构和量 子限域效应而成为一种 适用于存储器件的电荷俘 获材料.
结论与展望
• 二硫化钼因其独特的微观结构和理、化性质, 在克服零带 隙石墨烯的缺点同时依然具有石墨烯的很多优点, 从而在 二次电池、场效应晶体 管、传感器电致发光、电存储等众 多领域拥有广阔 的应用前景. 然而相应的器件结构和性能 仍有 待优化和提高. 由于目前基于硅半导体微纳电子器 件 的制作已接近理论极限, 而类石墨烯二硫化钼却 由于自身 优势极有可能在未来取代硅半导体材料, 因此这一领域的 研究方兴未艾.
四.二硫化钼二次电池
• 烯二硫化钼纳米片 在较宽的电压范围 内都显示出较好的 循环稳定性,20次循 环后的充放电容量 仍然具有初次充放 电容量的84%,达到了 840mA·h·g-1,烯二硫 化钼可以用作锂离 子电池和镁离子电 池的阳极材料.
二硫化钼发光二极管和存储器
• 二硫化钼发光二极管具有自发光、广视角、 低耗能、全彩 色等优点, 在平板显示、固态照明等领 域或多层二硫化钼组成 的具有“三明治夹心”层 状结构的二维晶体材料. 单层二硫化钼由三层原子 层构成,中间一层为钼原 子层,上下两层均为硫原 子层,钼原子与硫原子以 共价键结合形成二维原子 晶体,多层二硫化钼由若 干单层二硫化钼组成,一 般不超过五层,层间存在 弱的范德华力,层间距约 为0.65nm.
一.二硫化钼润滑剂
二硫化钼作为一种常用 的固体润滑剂,一方面因其 具有层状结构,层与层之间 的硫原子结合力(范德华力) 较弱,易于滑动而表现出很 好的减摩作用;另一方面暴 露在晶体表面的硫原子对金 属表面产生很强的黏附作用, 形成很牢固的膜,润滑性能 优于石墨。
二.二硫化钼场效应管
• 场效应晶体管(FET)是现代微电子技术中重要的一类器件,它主 要靠改变电场来影响半导体材料的导电性能.类石墨烯二硫化 钼是直接带隙半导体,故可用来制作大开关电流比、高载流子 迁移率和低耗能的FET.

二硫化钼

二硫化钼
2MoS2+ 7 O2→ 2 MoO3 + 4 SO2 可以用钛铁试剂来检验生成的三氧化钼。首先将产物用氢氧化钠或氢氧 化钾溶液处理(原理是将三氧化钼转化为钼酸盐),然后滴加钛铁试剂溶液,会和生成的钼酸钠或钼酸钾反应, 产生金黄色溶液。这种方法很灵敏,微量的钼酸盐都能被检测出来。而如果没有三氧化钼生成,溶液就不会产生 金黄色,因为二硫化钼不和氢氧化钠或氢氧化钾溶液反应。
制备方法
天然法
二硫化钼具有优异的性能和广阔的应用前景,所以国内外对纳米MoS2制备及应用都进行了大量的研究。
MoS2可以由天然法,即辉钼精矿提纯法制备,该法是将高品质的钼精矿经过一定的物理和化学作用,除去辉 钼精矿中的酸不溶物、SiO2、Fe、Cu、Ca、Pb等杂质,再进一步细化,获得纳米 MoS2。美国 Climax钼公司就 是采用了这种方法生产MoS2。这种方法制成的纳米MoS2,能够保持天然的 MoS2晶形,润滑性能较好,适合制成 润滑剂。但是,采用天然法生产的纳米MoS2纯度不高,提纯技术还有待于进一步改进。当温度低于 400 ℃时, 在普通大气下工作时建议用成本较低的MoS2,在 1300 ℃以下都有润滑能力,建议用成本较低的MoS2。
发展
尽管石墨烯有着许多令人眼花缭乱的优点,但它也有缺点,尤其是不能充当半导体——这是微电子的基石。 化学家和材料学家正在努力越过石墨烯,寻找其他的材料。他们正在合成其他两种兼具柔韧性和透明度,而且拥 有石墨烯无法企及的电子特性的二维片状材料,二硫化钼就是其中一种。
二硫化钼于2008年合成,是叫作过渡金属二硫化物材料(TMDs)大家族的成员之一。这个显得有点“花哨” 的名字代表了它们的结构:一个过渡金属原子(即钼原子)和一对包括硫元素、硒元素在内的来自元素周期表第 16列的原子(该元素家族以氧族元素著称)。

二硫化钼

二硫化钼

总 结 与 展 望
参考文献
• 二硫化钼的电子输运与器件; 邱浩,王欣然; 10.13232/ki.jnju.2014.03.006
• 类石墨烯二硫化钼及其在光电子器件上的应用;汤鹏,肖坚坚,郑超,王石,陈润 锋;10.3866/PKU.WHXB201302062
• 类石墨烯过渡金属二硫化物的研究进展;刘洋洋,陈晓冬,王现英,郑学军, 杨 俊和;
Beyond the
Graphene?
It’s me
I’m MoS2
TMDs 过渡金属二硫属化物材料
优质的光性能
优质的电性能
典型的二维MX2结构示意图
可变为直接间隙
TaTe2
NbTe2 NbS2
WS2
MoSe2
MoS2
TiS2 NbSe2
TaS2
基本制备方法
机械剥离法 液相剥离法 电化学剥离法 化学气相沉积法
(a)基于二硫化钼的光探测器件示意图 (d)基于石墨烯/二硫化钼/石墨烯的垂直堆叠结构构成的光探测器件示意图
与石墨烯、黑磷的对比
二硫化钼
黑磷
电子转移速率: 100cm2/vs
块状:间接间隙(1.2eV) 单层:直接间隙(1.9eV)
通常做成n型半导体
制备工艺多且制作简单
电子转移速率:600 cm2/vs
始终为直接间隙半导体,禁带宽度随层数 减少而增加(单层时导带宽度为2.5eV)
可做成n型或p型半导体 目前只能机械剥离
二硫化钼
石墨烯
电子转移速率: 100cm2/vs
块状:间接间隙(1.2eV) 单层:直接间隙(1.9eV)
柔韧性好
制备工艺多且制作简单
电子转移速率: ∞
无禁带 柔韧性好 制备工艺多但成本高
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二硫化钼,二硫化钨、二硫化钛、二硒化钼
3
TMDCs的奇特性质
The presence of unsaturated d-orbitals contributed by transition metals to the material's band structure introduces a multitude of interesting properties
8
II. Introduce fabrication method of the 2D materials
Exfoliation:
“Scotch tape method”
Chemical exfoliation
For example : ion intercalation
The ion intercalation method uses the concept of ion insertion in the gaps between the MoS2 layers, widening the layer gaps
Growth:
Grown from precursors Grown by CVD
For example : precursor consisted of thin layer of molybdenum 在衬底(此处是蓝宝石)上蒸镀一层单质Mo,然后在高温(~1000°C)硫氛围 下进行硫化反应
I. Discuss the interesting property of fewlayered MoS2 materials
II. Introduce fabrication method of the 2D materials and analyze their advantage and the disadvantage
materials.
新技术,仪器的应用:
二维材料制备方法
新原子物理理论:
原子厚度层级理论
新种二维材料:
TMDCs(过渡金属硫化物) 拓扑绝缘体
各种二维材料结构示意图
2
什么是TMDCs ?
TMDCs are MX2-type compounds where M is a transition element from groups IV, V, and VI of the periodic table and X represents the chalcogen species S, Se, and Te.
1. charge density waves 2. Magnetism 3. superconductivity 4. band gaps vary with the number of
layers
MoS2 :因为其在自然中易得性和实用性,是目前 TMDCs中研究最广泛的二维材料
4
CONTEND
缺点是采用的电化学方法,可能 会改变材料的性质(2H态和1T 态),对于反应条件的要求比较 苛刻
Illustration of controlled lithiation and Subseq exfoliation using an electrochemical setup
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II. Introduce fabrication method of the 2D materials
随层数减少,MoS2的带隙类 型由间接带隙变为直接带隙 这使得其在光学探测领域具 有潜力
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I. Discuss the interesting property of fewlayered MoS2 materials
能带工程
垂直电场 A vertical electric field exerted to few-layer MoS2 is found to be an efficient method for band gap engineering. The band gap of bilayer MoS2 could be tuned to zero with an electric field of about 1.0-1.5 V/Å. 拉伸应变 Band structure redesign under tensile strain is predicted to lower the electron effective mass and consequently improve electrfabrication method of the 2D materials
Exfoliation:
“Scotch tape method” Chemical exfoliation
Exfoliation of MoS2.(a)Optical and(b)AFM height image of multilayer sections of a MoS2 flake on a 285nm silicon oxide substrate.
III. Highlight the current application of fewlayered MoS2 materials.
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I. Discuss the interesting property of fewlayerd MoS2 materials
带隙类型随层数变化
Hybridization between p z-orbitals of S atoms and the d-orbitals of molybdenum atoms and are affected by interlayer interactions. The bands at Γ are more affected by a decrease in layer number
Few-Layer MoS2: A Promising Layered Semiconductor
1
THE PREFACE
The single-layer graphene opened up new possibilities and research into the physics of two-dimensional
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