二维过渡金属硫化物的制备、表征和饱和吸收特性研究
二维双层扭角过渡金属硫族化合
二维双层扭角过渡金属硫族化合
首先，从结构角度来看，二维双层扭角过渡金属硫族化合物的原子层之间存在一定的扭角，这种扭角结构会影响材料的电子结构和晶格性质，从而导致一些新奇的物理现象的出现。
其次，从电子性质来看，这种材料通常表现出许多有趣的电子性质，如强关联效应、拓扑绝缘体等。
扭角结构可以导致电子的布里渊区结构发生变化，从而影响材料的电子输运性质和能带结构。
再者，从磁性和超导性质来看，一些二维双层扭角过渡金属硫族化合物还表现出了独特的磁性和超导性质，这些性质对于材料的应用具有重要意义。
此外，从实验制备和表征角度来看，研究人员通常采用化学气相沉积、机械剥离等方法来制备这种材料，并利用透射电镜、扫描隧道显微镜等手段对其结构和性质进行表征。
总的来说，二维双层扭角过渡金属硫族化合物是一类备受关注的新型材料，它具有丰富的物理和化学性质，对于理解二维材料的
基本性质以及开发新型纳米器件具有重要意义。
对这类材料的深入研究有望为材料科学和纳米技术领域带来全新的突破和发展。
二维过渡金属硫化物的电催化性能研究
二维过渡金属硫化物的电催化性能研究二维过渡金属硫化物是一类具有潜在电催化性能的材料，近年来受到了广泛的关注。
在电化学催化领域，这些材料在氢氧化物分解、氧化还原反应、电解水等方面显示出了极大的潜力。
首先，我们需要了解二维过渡金属硫化物的物理和化学性质。
二维过渡金属硫化物是一种由过渡金属元素（如Mo、W、Fe等）和硫化物离子组成的材料。
这些材料具有高度可调的晶格结构、大的比表面积和丰富的活性位点，这些特性使得它们具备了优异的电催化性能。
此外，二维过渡金属硫化物还具有优异的导电性和催化活性，能够实现高效的电子传输和催化反应。
接下来，我们可以探讨二维过渡金属硫化物在氢氧化物分解反应中的应用。
氢氧化物分解是一种重要的电催化反应，可以用于制备氢气。
研究表明，二维过渡金属硫化物具有较低的活化能和较高的催化活性，能够实现高效的氢氧化物分解反应。
例如，MoS2和WS2等二维过渡金属硫化物被广泛研究并展示了优异的电催化性能。
这些材料在氢氧化物分解反应中表现出了较低的过电位和较高的电流密度，具备了应用于氢能源转化领域的潜力。
此外，二维过渡金属硫化物还可以应用于氧化还原反应。
氧化还原反应是电催化领域的另一个重要研究方向，包括氧还原反应和氧气还原反应等。
二维过渡金属硫化物在氧化还原反应中也展现出了出色的性能。
研究人员发现，MoS2和FeS2等材料在氧还原反应中具有较低的过电位和较高的产氧效率，能够有效地催化氧还原反应。
这为燃料电池等能源转化领域的开发提供了新的可能性。
最后，我们还可以讨论二维过渡金属硫化物在电解水反应中的应用。
电解水反应是一种将水分解为氢气和氧气的重要反应，具有重要的能源存储和转换价值。
研究表明，二维过渡金属硫化物能够催化高效的电解水反应。
例如，MoS2和WS2在电解水反应中表现出了较高的产氢和产氧活性，具备了用于水分解制氢的潜力。
这对于可再生能源的存储和利用具有重要意义。
综上所述，二维过渡金属硫化物作为一类具有潜在电催化性能的材料，在氢氧化物分解、氧化还原反应和电解水等方面显示出了优异的性能。
二维材料的制备与性能研究
二维材料的制备与性能研究引言：二维材料作为一种近年来兴起的材料研究领域，具有独特的结构与性能。
其特点主要体现在材料的单层或几层原子厚度上，使得其具备了一系列优异的电学、光学、力学以及热学性能。
为了深入了解二维材料的制备技术和性能研究，本文将从制备方法、性能表征以及应用前景三个方面进行探讨。
一、制备方法1. 机械剥离法：机械剥离法是最早用于制备二维材料的方法之一。
通过在原料表面施加剥离作用，可将材料剥离成单层或几层二维结构。
这种方法具有简单、经济的优点，适用于某些层状结构材料的制备。
2. 化学气相沉积法：化学气相沉积法是一种通过气相反应，在基底上沉积薄膜来制备二维材料的方法。
该方法以其高效性、可扩展性受到广泛关注。
例如，通过化学气相沉积法可以制备石墨烯等二维材料。
3. 液相剥离法：液相剥离法是指将材料浸泡在溶液中，通过溶液与材料间的相互作用力，将材料剥离成单层或几层。
这种方法可以在常规有机和无机溶剂中进行，具有制备二维材料的优点。
二、性能表征1. 电学性能：二维材料的电学性能是其研究的重要方面之一。
通过电子输运和器件测试等手段，可以研究材料的载流子迁移率、电子结构以及能带结构等。
这些性能对于二维材料在电子器件方面的应用具有重要的指导意义。
2. 光学性能：二维材料在光学方面的性能研究也备受关注。
通过光吸收和荧光谱等表征手段，可以研究材料的能带结构、光学吸收特性以及光电转换等。
这些研究对于二维材料在光电领域的应用具有重要作用。
3. 力学性能：二维材料的力学性能研究主要涉及其弯曲、拉伸等性能。
通过纳米压痕、纳米拉伸等测试手段，可以研究材料的机械强度、韧性以及其它力学性能。
这些性能研究为二维材料在柔性电子、传感器等领域的应用提供了重要的支撑。
三、应用前景1. 电子器件：由于二维材料具有优异的电学性能，因此在电子器件方面具有广阔的应用前景。
例如，石墨烯可以应用于柔性电子器件、晶体管以及透明导电膜等领域。
2. 光电器件：由于二维材料的光学性能突出，因此在光电器件领域具有潜在的应用价值。
万字长文：带你从制备到应用全面了解二维过渡金属硫化物（TMDC）
万字长文：带你从制备到应用全面了解二维过渡金属硫化物（TMDC）【摘要】关键词过渡金属硫化物光电器件电化学能量存储1.引言自从2004年Geim和Novoselov等人使用微机械剥离法成功剥离单层石墨炼后[1]，二维材料就成为了当今科学界关注的热点.然而，由于它是一种零带隙材料[2]，这就限制了石墨烯在光学和光电方面的应用.而与石墨烯类似的其他二维村料如过渡金属硫化物由于其独特的光学、电学、电化学等方面的性质，引起人们的广泛关注，成为当今材料学研巧的另一个热点.二维过渡金属硫化物（TMDC）[3-6] ,一种类三明治结构MX2(M表示元素周期表中的过渡金属，X表示S Se),与石墨烯类似的是，TMDCs层间也是通过范德瓦尔斯力层间生长的.所以，单层或者多层的TMD能够从体材料中剥离出来.TMDCs有各种各样的物理性质，例如：他们可以作为绝缘体材料[7]（eg,HfS2),半导体（e.g.MoS2和WS2）[8, 9],金属（e.g.TiS2，VS2和NbSe2）[10, 11].此外，半导体材料的带隙取决于TMDCs材料的层数.比如，二硫化钼的带隙可以从1.2ev（体材料）提升到1.8~1.9ev (单层)[12]. 大多数的TMD材料拥有三种相特征：三角形（1T）也叫做金属相，六角形（2H）以及3R[13].这三种相位不是固定不变的，在某种特定的条件中，他们之间是可以相互转化的.比如,二硫化钼一般是以半导体相（2H）形式存在，但是当发生离子迁移时，它又可以转化成亚稳态金属相（1T）.近年来，基于TMDC的纳米材料在电化学能量储存及转化，集成电路中有着广泛的应用.主要是TMDC有以下的优势.1）因为电化学反应总是发生在表面或者界面处，而TMDC材料有着较大的比表面积和原子曝光率，例如，TMDC的大的表面积为静电场吸附离子提供了丰富的位点，为高双电层电容的形成提供了条件.在HER反应过程中，未饱和硫原子在MoS2中充当催化点[14].2）TMDC材料超薄的结构能够将载流子限制在界面的1nm空间内，这样能够有效地抑制晶体管的短沟道效应，从而降低器材的损耗.2016年，加州大学伯克利分校的AliJavey等在《Science》发表论文[15]，实现了栅长为1nm的MoS2场效应晶体管（FET），开关比达到了106.本文主要针对几个问题进行总结讨论.第一部分，介绍一些TMDC 材料的典型制备方法.第二部分以讨论TMDC中的应用前景为主，重点关注材料的功能及其与性能.第三部对TMDC材料目前存在的挑战与机遇进行总结与展望.2.制备方法迄今为止，对TMDC材料的制备已经有许多有见地的评论总结.一般而言，这样制备方法可以简单地总结为化学气相沉积法（CVD)、水热法(Hydro(solvo)Sythesis)、静电纺丝（Electrospinning）、剥离法、溶胶-凝胶法（Sol-Gel Method）等.在这一部分，我们将介绍这些合成的方法的过程以及优势.2.1化学气相沉积法（CVD）化学气相沉积(CVD)是目前应用最为广泛以及最成熟的用来沉积多种TMDC材料的技术.它的原理比较简单：两种或两种以上的气态原材料导入到一个反应室内，然后他们相互之间发生化学反应，形成一种新的材料，沉积到晶片表面上.对参数的精确控制，人们能够通过CVD来生长单层，单异质结，多异质结的TMDC材料.为什么我们热衷于长单层的TMDC材料？这主要是因为单层的二维过渡金属硫化物是直接带隙材料，这对光源的调控以及器件的性能有着很大的影响.张广宇课题组[16]以MoO3和S作为前驱体，通入Ar以及O2为保护气体.通过CVD法成功在单晶衬底蓝宝石上长出单层的MoS2.他们长出的单层MoS2能够非常干净以及无损害地转移到其他介质上，同时，蓝宝石衬底能够重复利用，这对材料的回收利用，减少能耗提供了帮助.图1、CVD生长TMDC材料示意图.（a）蓝宝石基底上生长单层MoS2.（b）一步法合成异质结.（c）两步法合成WSe2/SnS2异质结.随着研究的不断深入，人们已经不满足于用CVD法生长两种材料的异质结.最近，Humber R.Gutierrez课题组[17]在《Nature》上了一种原位控制合成多结二维侧边异质结构的一步CVD法 (图1(b)).在这种CVD工艺中，只需要切换不同组成的载气，就能够实现单层多结侧边异质结的原子结构精确控制.载气中加入水汽，水分子的存在，有利于选择性控制金属前驱体上水诱导的氧化和蒸发，以及基底上成核，从而实现连续的外延生长.然而, 单一的二维材料在应用时往往存在一定的局限, 例如, 绝缘层与石墨烯或TMDCs之间的电荷陷阱会严重影响优异电学性质的展现, h-BN带隙过宽(约5.97 eV)难以单独应用于器件中, 裸露的BP在空气中易被氧化导致其性能衰减. 为了深入研究材料本征性质并扩展其应用领域, 研究者将目光放在了二维材料异质结上.，形成P-N异质结结构，这样的材料能够把两种材料的优势集中在一起，可实现带隙的精确可调.湖南大学潘安练课题组[18]使用常压CVD（APCVD）生长了垂直异质结，采用WSe2粉末和SnO2作为W源和Sn源.首先将WSe2粉末在SiO2/Si衬底上长成单层的WSe2，接着再以此为基底，在SnS2沉积在上面，便形成了异质结结构.此方法可实现大面积生长，为高性能集成光电器件领域的拓展提供了帮助.Li 课题组利用常见的原料MoO3和WO3,通过CVD外延生长方法成功制备了WSe2-MoS2面内异质结，并对该方法生长出的异质结进行应力研究，发现随着MoS2的外延生长，其应力作用是不断增强的，远离内层WSe2的区域逐渐摆脱应力的束缚，基于应力研究的器件有望在光电领域获得广泛的研究.2.2水热法(Hydrothermal Synthesis)水热法是一种生长TMDC材料的一种低成本的水溶液方法，在水热过程中，一般采用模板来来生长.常见的模板有金属微观立方体碳酸盐[19]，金属氧化物[20]，二氧化硅微球[21]等.Lou课题组将MnCO3作为模板（图2（a）），合成了MoS2立方体结构.在合成过程中，首先将MnCO3转移到MnS上，同时Mo元素与S2-离子相互作用就形成了MnS@MoS2核壳结构，选择性移除MnS壳结构之后，便有了MoS2立方体结构，尺寸大概在3微米（图2（b-d））.除此之外，他们用类似方法通过Ni-Co类普鲁士蓝与硫代硫酸铵之间的反应合成Ni-Co MoS2的金属框架[22]，由于结构和成分的优势，合成的材料展示了良好的HER催化性能.不仅能够用水热法生长三维的TMDC材料，还可以用来生长二维的TMDC.Gao课题组[23]`在泡沫镍上一步合成了MoS2-Ni3S2纳米棒材料，将钼酸铵四水化合物、硫代乙酰胺、尿素以及乙醇去离子水和泡沫镍放置在反应釜中，在240摄氏度环境下反应24小时便合成了目标材料，通过水热法合成的这种材料展现了良好的双功能性能.图2(a) 分层微盒MoS2纳米片模板辅助形成过程示意图; (b) SEM图；(c d) TEM图.2.3静电纺丝（Electrospinning）静电纺丝就是高分子流体静电雾化的特殊形式，此时雾化分裂出的物质不是微小液滴，而是聚合物微小射流，可以运行相当长的距离，最终固化成纤维.是一种比较方便的生长TMDC纤维及基碳组份纤维的一种方法.Maier课题组[24]利用这种技术，将单层的MoS2嵌入到了碳纳米纤维上.将内含(NH4)2MoS4的DMF和PVP慢慢注射入装置中进行热处理.合成的纤维直径为50nm，包覆的单层MoS2厚度为4nm.静电纺丝还可以与CVD发结合生长TMDC材料.Yang课题组[25]首先用含钼源和SiO2的PVP进行静电纺丝(图3)，合成一层薄薄的纤维网，随后用CVD法将多层石墨烯沉积在纤维网上，最后在MoS2@graphene材料在H2/H2S气体中进行退火处理把SiO2移除.这种方法在移除PVP之后不仅能够保持原本的管状结构，而且在硫化过程中能够有效地抑制MoS2的团聚现象，保持固定的结构.2.4剥离法剥离法主要是采用聚合物辅助法从体材料中剥离的得到TMDC材料，这种方法可以获得高质量、单层的TMDC材料. 在剥离法中又可以分为插层剥离法、机械剥离法和液相剥离法.插层剥离法是指将离子、小分子或有机物分子插入层状物的层间, 并进行超声剥离, 从而更易于获得单层二维材料Zhang课题组[26]通过电化学方法控制Li+在块体材料层间的插入量, 发展了合成单层二维层状结构的方法(图4),其中块体金属硒化物材料作为阴极在电解池中进行电解, 通过减小层与层之间的范德华作用力, 得到层状材料.该方法可控性较好、耗时较少且在室温下就可进行.图3（a）MoS2@G结构示意图;（b）MoS2@G无支撑结构光学图;（c）结构形成过程及相应的TEM.机械剥离法主要利用层状化合物的层与层间范德华作用力较弱, 通过对层状晶体施加机械力(摩擦力、拉力等), 使纳米片层从层状晶体中分离出来.通常使用粘性交代粘在层状TMDC块体材料上撕开，便获得了少数几层甚至单层的二维过渡金属硫化物材料. Zahn课题组[27]便用这种方法在体MoS2中得到了MoS2纳米片.液相剥离法主要是通过溶剂与TMDC材料之间的相互作用，在超声波的复制下，让溶剂分子进入层间产生作用.克服TMDC材料中的范德华力，实现层层剥离，便获得了目标材料.液相剥离技术的关键在于溶剂与TMDC块体材料之间的表面张力，当溶剂的表面与材料匹配时，则材料间的相互作用可以平衡和满足剥离TMDC所需要的能量.Kevin Sivula 课题组[28]用氮甲基吡咯烷酮作为溶剂，设置温度为1℃的反应12个小时以后，再用离心机分离未剥离的颗粒和杂质，便获得了1mg/ml的WSe2纳米片.图4 电化学锂离子插层法制备二维层状材料示意图2.5溶胶-凝胶法溶胶－凝胶法的化学过程首先是将原料分散在溶剂中，然后经过水解反应生成活性单体，活性单体进行聚合，开始成为溶胶，进而生成具有一定空间结构的凝胶，经过干燥和热处理制备出纳米粒子和所需要材料.在溶胶-凝胶法中，通过临界点干燥法来提取无机气凝胶，这样便保持了很好的凝胶结构[29]，运用这种方法，很多凝胶如金属氧化物，碳材料和半导体硫化物都能够制备. 为了从一维和二维材料中获得气凝胶，Kong课题组[30]报道了在稀释均匀的溶液中慢慢蒸发溶剂，随后进行干燥，通过这样的方法，MoS2等二维材料的气凝胶都能够制备成功。
二维过渡金属硫族化合物的制备及其在柔性传感器中的应用研究
二维过渡金属硫族化合物的制备及其在柔性传感器中的应用研究摘要：本文通过溶剂热法和电化学沉积法制备了一系列二维过渡金属硫族化合物。
研究发现这些化合物具有优良的柔性和导电性能，可作为柔性传感器中的电极材料。
在气体传感器中，这些材料对于CO、NH3和NO2等气体具有较高的响应度和选择性。
在应变传感器中，这些材料也表现出较好的敏感性和稳定性。
因此，这些二维材料可以作为柔性传感器中的重要组成部分，具有广阔的应用前景。
关键词：二维过渡金属硫族化合物；制备；柔性传感器；应用研究。
一、引言随着社会的不断发展和科学技术的不断进步，越来越多的人们开始关注人类和环境的健康问题。
传感器技术作为一种重要的检测手段，得到了广泛的应用。
其中，柔性传感器作为一种新型的传感器，具有很好的柔韧性、高灵敏度和高选择性等特点。
因此，其应用前景非常广泛。
二维过渡金属硫族化合物作为一种新型的材料，具有很好的电学特性和机械性能，因此成为了柔性传感器材料的研究重点。
二、实验方法硫族化合物。
制备方法如下：1. 溶剂热法将过渡金属盐和硫族元素按一定的比例混合，并加入适量的有机溶剂。
在加热条件下，化合物会溶解在溶剂中，并逐渐形成深色的溶液。
当溶液温度达到一定的程度时，化合物会在溶液中析出。
2. 电化学沉积法将过渡金属板作为阳极，在硫族元素的电化学反应中沉积过渡金属硫族化合物。
反应条件如下：电流密度为10mA/cm2，沉积时间为10min，溶液温度为25℃。
三、结果与讨论通过SEM、TEM、XRD等测试手段，我们发现所制备的二维过渡金属硫族化合物具有较高的结晶度和纯度。
同时，它们具有良好的柔性和导电性能。
在CO、NH3和NO2等气体传感器中，这些材料对于目标气体具有较高的响应度和选择性。
在应变传感器中，这些材料表现出较好的敏感性和稳定性。
因此，这些二维材料可以作为柔性传感器中的重要组成部分。
四、结论硫族化合物，并研究了它们在柔性传感器中的应用。
研究发现，这些化合物具有优良的柔性和导电性能，可作为柔性传感器中的电极材料，具有很好的应变传感和气体传感性能。
二维过渡金属硫化物, 亚稳态,稳态相
二维过渡金属硫化物, 亚稳态,稳态相
二维过渡金属硫化物（Two-dimensional transition metal sulfides，简称TMDs）是由过渡金属和硫原子组成的二维材料。
TMDs
具有层状结构，每一层由金属离子和硫原子交替排列而成。
TMDs因其特殊的结构和性质，受到了广泛的关注。
TMDs可以存在多种不同的结构相。
其中，亚稳态相指的是在
特定的条件下，TMDs可以存在较短的时间，但最终会转变为
稳态相。
亚稳态相具有不同于稳态相的特殊性质和结构，可能在某些应用领域具有特殊的价值。
稳态相则是指在平衡状态下，TMDs的最稳定的结构相。
稳态
相具有相对较长的寿命，并且在材料的合成、性质研究和应用开发中具有重要的意义。
常见的稳态相包括MoS2、WS2等。
值得注意的是，对于不同的过渡金属硫化物，其亚稳态和稳态相可能存在差异，每种材料的特性需要具体分析。
此外，亚稳态相的研究也对理解材料的相变行为、生长机制以及性质调控等方面具有重要意义。
过渡金属硫化物(tmdc)的制备
过渡金属硫化物(tmdc)的制备
过渡金属硫化物（TMDs）是一类新型材料，其具有独特的光学、电子和
机械性质，有望成为新一代半导体材料和高性能非晶材料。
过渡金属硫化物
是由金属原子和硫原子组成的具有特殊结构的化合物，其中的金属原子可以
是铜、钛、钒等过渡金属，而硫原子则可以是硫、硫酸根或其他硫化物。
TMDs通常是二维的低维体系，可以在高速、高增益的器件中发挥重要作用。
TMDs制备方法有很多，其中包括蒸镀技术、外加偏压技术、原位硫化技
术和低温化学沉淀等。
蒸镀技术是利用无源原蒸馏管中的均相分子来生成TMDs薄膜的方法，它简单快捷，相对低成本。
外加偏压技术是利用显微控
制的外加偏压来控制分子的构型，从而调整不同特征字段的特性，实现不同
尺寸、不同晶粒形状和不同导电性质的TMDs层叠结构。
原位硫化技术和低
温化学沉淀法也是一种常见的TMDs制备方法。
TMDs具有多种优异的性质，在微电子集成电路、高性能非晶材料和微纳
技术领域都具有潜在的应用价值。
随着新一代半导体器件出现，过渡金属硫
化物成为先进材料的前景一类，它将为未来科技设计提供出色的表现。
《二维过渡金属硫化物-石墨烯纳米复合催剂的水热合成及析氢性能的研究》
《二维过渡金属硫化物-石墨烯纳米复合催剂的水热合成及析氢性能的研究》二维过渡金属硫化物-石墨烯纳米复合催剂的水热合成及析氢性能的研究二维过渡金属硫化物/石墨烯纳米复合催化剂的水热合成及析氢性能的研究摘要：本文通过水热合成法成功制备了二维过渡金属硫化物/石墨烯纳米复合催化剂，并对其析氢性能进行了深入研究。
该催化剂的合成过程简便，产物结构稳定，且具有良好的电催化活性。
通过对催化剂的物理化学性质进行表征和测试，发现其优异的析氢性能与其独特的结构以及石墨烯的优异导电性密切相关。
本文的研究为开发高效、稳定的析氢催化剂提供了新的思路和方法。
一、引言随着能源危机和环境污染问题的日益严重，寻找高效、环保的能源转换和存储技术已成为科研领域的热点。
其中，氢能因其高能量密度、清洁无污染等优点备受关注。
然而，目前氢能的生产过程中仍存在许多技术难题，如催化剂的活性和稳定性问题等。
因此，开发高效、稳定的析氢催化剂是推动氢能产业发展的关键。
近年来，二维过渡金属硫化物因其独特的电子结构和物理化学性质在电催化领域表现出良好的应用前景。
而石墨烯因其优异的导电性和大比表面积，成为纳米复合材料的理想载体。
因此，本文旨在通过水热合成法制备二维过渡金属硫化物/石墨烯纳米复合催化剂，并研究其析氢性能。
二、实验方法1. 材料与试剂实验所使用的材料包括过渡金属盐、硫源、石墨烯等。
所有试剂均为分析纯，使用前未进行进一步处理。
2. 催化剂的制备采用水热合成法，以过渡金属盐和硫源为原料，通过与石墨烯的复合，制备得到二维过渡金属硫化物/石墨烯纳米复合催化剂。
具体步骤包括溶液配制、混合、转移至反应釜中、加热反应等。
3. 催化剂的表征利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对催化剂的晶体结构、形貌和微观结构进行表征。
4. 析氢性能测试在三电极体系下，通过线性扫描伏安法（LSV）和循环伏安法（CV）等电化学测试方法，评价催化剂的析氢性能。
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二维过渡金属硫化物的制备、表征和饱和吸收特性研究
二维过渡金属硫化物(TMDs)作为一种新兴的二维材料,其不同寻常的结构特征和理想的光电性质取得了研究人员的广泛关注。
本论文用二硒化钼(MoSe2)、二硫化钼(MoS2)、二硫化铼(ReS2)三种过渡金属硫化物作为研究对象,首先就少层二硫化钼和二硒化钼两种二维材料的基本性质和制备方法进行讨论,并且利用超声辅助液相剥离方法(UALPE)成功剥离得到了纳米厚度的MoSe2和MoS2,进行了样品形貌和拉曼散射、吸收光谱的分析研究。
为了将二维材料应用到脉冲激光器中,本文将两种纳米片分散液通过旋涂转移到玻璃基板上,利用Z扫描研究了其可饱和吸收性能,最后将其作为可饱和吸收体插入到全固态1微米激光器中,实现了脉冲激光器的稳定运转。
此外,本论文还对二维材料/半导体异质结进行了讨论,以二硫化铼/砷化镓(ReS2/GaAs)为研究对象,系统研究了其可控制备和光学性能,然后将其作为可饱和吸收体应用于全固态1微米固体激光器中。
本论文具体工作内容如下:1.首先调研了国内外二维材料的研究现状和趋势,介绍了论文中出现的三种二维材料(MoSe2、MoS2和ReS2)的基本性质和应用价值,以及二维材料/半导体异质结的研究进展。
最后介绍了二维材料的常用制备方法和表征手段。
2.利用超声辅助液相剥离方法制备了少层二硒化钼和二硫化钼,并通过拉曼光谱、透射电子显微镜(TEM)、线性吸收光谱分析了两种二维材料的表面形貌和厚度信息,通过Z扫描方法探究了两种二维材料在1微米波段的可饱和吸收性质。
3.将制备得到的MoSe2和MoS2两种二维材料作为可饱和吸收体插入搭建的
Nd:GdVO4全固态激光器中,获得了稳定的调Q激光脉冲序列。
当使用MoS2作为调制器时,增加泵浦功率可实现稳定的调Q运转,并且最短脉宽可达到261ns、最高脉冲重复频率可达到362kHz、最大峰值功率和单脉冲能量分别为1.27W和0.33μJ;当使用MoSe2作为可饱和吸收体时,可实现217.5ns 的最短脉冲宽度、487.5kHz的最高重复频率、1.65W的峰值功率以及0.36μJ 的脉冲能量的调Q运转。
最后还对这两种二维材料的可饱和吸收能力进行了对比分析。
这些实验结果都证实了二维过渡金属硫化物作为调Q调制器的潜质。
4.实现了半导体异质结结构ReS2/GaAs的制备并将其用作可饱和吸收体实现了 1微米固体激光器的调Q运转,将ReS2/GaAs的调Q性能和单纯的GaAs调Q性能进行了对比分析,发现这种异质结结构能够有效缩短脉冲宽度,获得更大的脉冲能量和峰值功率。