مشخصه یابی اپتیکی و ساختاری نانوصفحه های دیسولفیدمولیبدن تهیه شده به روش لایه برداری مبتنی بر حلال

نویسندگان

1 گروه فیزیک اتمی و مولکولی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

2 گروه فیزیک ماده چگال، دانشکده علوم پایه، دانشگاه تربیت مدرس، تهران

چکیده

 

نانوصفح ههای دی سولفی دمولیبدن به دلیل ظهور پدیده های
جالب فیزیکی و نیز قابلیت استفاده ی گسترده در زمینه های
مختلف همچون ترانزیستورهای اثر میدان، باتر یهای یون
لیتیمی و حسگرهای گازی مورد توجه قرار گرفته اند. با این حال،
یافتن رو شهایی به منظور تولید نانوصفح هها در مقیاس گسترده
و به صورت ارزان یکی از چال شهای اساسی در توسع هی هر
چه بیشتر این نانوساختارها محسوب م یشود. در این تحقیق،
رویکرد لایه برداری مبتنی بر حلال برای سنتز نانوصفحه های
دوبعدی دی سولفی دمولیبدن به کمک ترکیب حلا لهای آب و
اتانول معرفی م یشود. استفاده از این ترکیب شامل مزیت های
برجست های همچون تولید نانوصفحه هایی با ضخامتی در ابعاد
اتمی، کاهش حضور ماده حلال در نمونه، بازدهی بالا در تولید
نانوصفحه ها از نمونه تود های و نیز پایداری تعلیق بدست آمده
می باشد. ساختار فونونی بلوری، گاف انرژی و ریخت شناسی
نانو صفحه های تولید شده به ترتیب با استفاده از پراکندگی رامان،
طیف سنجی جذبی، و میکروسکوپ نیروی اتمی بررسی و کنترل
شد. نسبت حجمی بهینه برای حلا لهای آب و اتانول به ترتیب
%55 و 45 % بدست آمد. مشخصه یابی اپتیکی این نانوصفحه ها
به کمک طی ف جذبی، گاف انرژی 7/ 1 الکترون ولت رابرای
نانوصفحه های چندلایه نشان داد. تجزیه و تحلیل داده های
مذکور موید تولید نانو صفحه های چند لایه دی سولفیدمولیبدن
است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optical and Structural Characterization of Molybdenum Disulphide Nanoflakes Prepared by Solvent-based Exfoliation

نویسندگان [English]

  • E. Rahmanian 1
  • A. Sajedi Moghaddam 2
  • A. Bayat 2
  • E. Saievar-Iranizad 2
  • R .Malekfar 1
1 Atomic and Molecular Physics Group, Physics Department, Faculty of Basic Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Condensed Matter Physics Group, Physics Department, Faculty of Basic Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

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.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Molybdenum disulfide
  • Transition Metal Chalcogenides
  • Solvent-Based Exfoliation
  • Nanosheets