فهرست

مشخصهیابی اپتیکی و ساختاری نانوصفحههای دیسولفیدمولیبدن تهیه شده به روش لایهبرداری مبتنی بر حلال

نشریه: سال دوم-شماره2-تابستان 1394 - مقاله 1   صفحات :  63 تا 67



کد مقاله:
nm-145

مولفین:
الهام رحمانیان: دانشکده علوم پایه - دانشگاه تربیت مدرس - فیزیک
علی ساجدی مقدم: دانشکده علوم پایه - دانشگاه تربیت مدرس - فیزیک
امیر بیات: دانشکده علوم پایه - دانشگاه تربیت مدرس - فیزیک
اسماعیل ساعی ور ایرانی زاد: دانشگاه تربیت مدرس - فیزیک
رسول ملک فر: دانشگاه تربیت مدرس - فیزیک


چکیده مقاله:

نانوصفحههای دیسولفیدمولیبدن به دلیل ظهور پدیدههای جالب فیزیکی و نیز قابلیت استفادهی گسترده در زمینههای مختلف همچون ترانزیستورهای اثر میدان، باتریهای یون لیتیمی و حسگرهای گازی مورد توجه قرار گرفتهاند. با این حال، یافتن روشهایی به منظور تولید نانوصفحهها در مقیاس گسترده و به صورت ارزان یکی از چالشهای اساسی در توسعهی هر چه بیشتر این نانوساختارها محسوب میشود. در این تحقیق، رویکرد لایهبرداری مبتنی بر حلال برای سنتز نانوصفحههای دوبعدی دیسولفیدمولیبدن به کمک ترکیب حلالهای آب و اتانول معرفی میشود. استفاده از این ترکیب شامل مزیتهای برجستهای همچون تولید نانوصفحههایی با ضخامتی در ابعاد اتمی، کاهش حضور ماده حلال در نمونه، بازدهی بالا در تولید نانوصفحهها از نمونه تودهای و نیز پایداری تعلیق بدست آمده میباشد. ساختار فونونی بلوری، گاف انرژی و ریختشناسی نانوصفحههای تولید شده به ترتیب با استفاده از پرا کندگی رامان، طیفسنجی جذبی، و میکروسکوپ نیروی اتمی بررسی و کنترل شد. نسبت حجمی بهینه برای حلالهای آب و اتانول به ترتیب 55% و 45% بدست آمد. مشخصهیابی اپتیکی این نانوصفحهها به کمک طیف جذبی، گاف انرژی 7/1 الکترون ولت رابرای نانوصفحههای چندلایه نشان داد. تجزیه و تحلیل داده های مذکور موید تولید نانوصفحههای چندلایه دیسولفیدمولیبدن است


Article's English abstract:

Two dimensional molybdenum disulfide nanoflakes; due to the emergence of new physical phenomena as well as promising practical applications such as field effect transistors, lithium ion batteries and gas sensors, have attracted considerable attention. However, finding new ways for large-scale production in a cost-effective way is one of the main bottlenecks in the development of these nanostructures. In this study, solvent-based exfoliation approach is introduced for the synthesis of two dimensional molybdenum disulfide nanoflakes by the use of ethanol/water mixture. Using this mixture offers distinct advantages including production of atomic scale nanoflakes, reduced residues of solvent used, high yield and high stability of suspension. Crystal phononic structure, energy gap and morphology of the synthesized nanoflakes have been investigated by using Raman scattering, absorption spectroscopy and atomic force microscopy, respectively. The optimum volume ratio for water and ethanol solvents was obtained equal to 55% and 45%, respectively. Optical characterization using absorption spectrum of the nanoflakes showed an energy gap of 1.7 eV for multilayer nanoflakes. The reported data reveals the production of two dimensional molybdenum disulfide nanoflakes.


کلید واژگان:
دیسولفیدمولیبدن، کالکوژنهای فلزات واسطه، لایهبرداری مبتنی بر حلال، نانوصفحهها

English Keywords:
Molybdenum Disulfide, Transition Metal Chalcogenides, Solvent-Based Exfoliation, Nanosheets

منابع:

English References:
[1] M. Chhowalla, H. S. Shin, G. Eda, L.-J. Li, K. P. Loh, and H. Zhang, “The chemistry of two-dimensional layered transition metal dichalcogenide nanosheets,” Nat. Chem., vol. 5, no. 4, pp. 263–275, 2013. [2] K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. and Dubonos, I. V Grigorieva, and A. A. Firsov, “Electric field effect in atomically thin carbon films,” Science, vol. 306, no. 5696, pp. 666–669, 2004. [3] K. P. Loh, Q. Bao, G. Eda, and M. Chhowalla, “Graphene oxide as a chemically tunable platform for optical applications,” Nat. Chem., vol. 2, no. 12, pp. 1015–1024, 2010. [4] K. F. Mak, K. He, J. Shan, and T. F. Heinz, “Control of valley polarization in monolayer MoS2 by optical helicity,” Nat. Nanotechnol., vol. 7, no. 8, pp. 494–498, 2012. [5] K. F. Mak, C. Lee, J. Hone, J. Shan, and T. F. Heinz, “Atomically thin MoS 2: a new direct-gap semiconductor,” Phys. Rev. Lett., vol. 105, no. 13, pp. 136805, 2010. [6] T. Liu, C. Wang, X. Gu, H. Gong, L. Cheng, X. Shi, L. Feng, B. Sun, and Z. Liu, “Drug Delivery with PEGylated MoS2 Nano ?sheets for Combined Photothermal and Chemotherapy of Cancer,” Adv. Mater., vol. 26, no. 21, pp. 3433– 3440, 2014. [7] F. K. Perkins, A. L. Friedman, E. Cobas, P. M. Campbell, G. G. Jernigan, and B. T. Jonker, “Chemical vapor sensing with monolayer MoS2,” Nano Lett., vol. 13, no. 2, pp. 668–673, 2013. [8] D. Voiry, M. Salehi, R. Silva, T. Fujita, M. Chen, T. Asefa, V. B. Shenoy, G. Eda, and M. Chhowalla, “Conducting MoS2 nanosheets as catalysts for hydrogen evolution reaction,” Nano Lett., vol. 13, no. 12, pp. 6222–6227, 2013. [9] J. Pu, L.-J. Li, and T. Takenobu, “Flexible and stretchable thin-film transistors based on molybdenum disulphide,” Phys. Chem. Chem. Phys., vol. 16, no. 29, pp. 14996–15006, 2014. [10] A. Gupta, T. Sakthivel, and S. Seal, “Recent development in 2D materials beyond graphene,” Prog. Mater. Sci., vol. 73, pp. 44– 126, 2015. [11] H. S. S. Ramakrishna Matte, A. Gomathi, A. K. Manna, D. J. Late, R. Datta, S. K. Pati, and C. N. R. Rao, “MoS2 and WS2 analogues of graphene,” Angew. Chemie, vol. 122, no. 24, pp. 4153–4156, 2010. [12] V. Nicolosi, M. Chhowalla, M. G. Kanatzidis, M. S. Strano, and J. N. Coleman, “Liquid exfoliation of layered materials,” Science, vol. 340, no. 6139, pp. 1226419, 2013. [13] J. P. Wilcoxon, P. P. Newcomer, and G. A. Samara, “Synthesis and optical properties of MoS2 and isomorphous nanoclusters in the quantum confinement regime,” J. Appl. Phys., vol. 81, no. 12, pp. 7934–7944, 1997. [14] C. N. R. Rao, U. Maitra, and U. V Waghmare, “Extraordinary attributes of 2-dimensional MoS 2 nanosheets,” Chem. Phys. Lett., vol. 609, pp. 172–183, 2014. [15] C. Lee, H. Yan, L. E. Brus, T. F. Heinz, J. Hone, and S. Ryu, “Anomalous lattice vibrations of single-and few-layer MoS2,” ACS Nano, vol. 4, no. 5, pp. 2695–2700, 2010. [16] H.-L. Liu, H. Guo, T. Yang, Z. Zhang, Y. Kumamoto, C.-C. Shen, Y.-T. Hsu, L.-J. Li, R. Saito, and S. Kawata, “Anomalous lattice vibrations of monolayer MoS 2 probed by ultraviolet Raman scattering,” Phys. Chem. Chem. Phys., vol. 17, no. 22, pp. 14561–14568, 2015.



فایل مقاله
تعداد بازدید: 911
تعداد دریافت فایل مقاله : 41



طراحی پرتال (طراحی پورتال): آرانا نتورکطراحی پرتال (طراحی پورتال): آرانا نتورک