金屬性過渡金屬硫?qū)倩衔铮∕TMDCs）由于其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),如電荷密度波相變和超導(dǎo)等,以及其在微納電子和能源等相關(guān)領(lǐng)域的潛在應(yīng)用引起了學(xué)者們的廣泛關(guān)注。例如,MTMDCs納米片可以用于制作電子振蕩器、阻變存儲(chǔ)器等電子器件;此外,MTMDCs還具有優(yōu)異的電催化析氫性能,有望替代傳統(tǒng)的貴金屬催化劑。然而,現(xiàn)有制備方法獲得的納米片依然存在厚度尺寸不均勻等問題,無法滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。本論文就是圍繞解決高質(zhì)量的MTMDCs納米片的可控制備和其電催化析氫應(yīng)用探索而展開,進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,具體內(nèi)容如下:（1）利用常壓CVD生長方法,選用微米級(jí)NaCl晶體作為生長模板,實(shí)現(xiàn)了厚度和疇區(qū)尺寸均勻的TaS2納米片粉體的批量制備;這種合成方法與簡(jiǎn)單的水溶解過濾技術(shù)兼容,可以獲得高純度潔凈的TaS2納米片粉體;實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算相結(jié)合闡明了 TaS2納米片在NaCl晶體上的生長機(jī)制;通過電化學(xué)測(cè)試,證明所制備的TaS2納米片粉體可以作為高效的電催化劑應(yīng)用于電催化析氫。（2）通過進(jìn)一步地優(yōu)化參數(shù),將NaCl模板法擴(kuò)展到了其他MTMDCs納米片粉體的制備,實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量NbS2和V5S8納米片粉體的批量制備;同... 

【文章來源】：北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖２．２?（ａ）?ＴＭＤＣｓ的晶體結(jié)構(gòu)示意圖【２２］，（ｂ）?ＴＭＤＣｓ材料的１Ｔ、２Ｈ和３Ｒ三種相態(tài)??的結(jié)構(gòu)示意圖０１，（ｃ）不同ＴＭＤＣｓ材料的電學(xué)特性總結(jié)??２．２．２金屬性過渡金屬硫?qū)倩衔锏碾姾擅芏炔ㄏ嘧??電荷密度波（ＣＤＷ）是一種有趣的聚集電子態(tài)，具有周期性的電子密度??－

?北京科技大學(xué)博士學(xué)位論文???的ＣＤＷ相轉(zhuǎn)變，發(fā)現(xiàn)這類相轉(zhuǎn)變表現(xiàn)為與溫度有關(guān)的電阻突變（圖２．３?（ｄ））??［２７］。??ａ?，?ｃ?ｄ??Ｃｏｄｉｎｇ?Ｗａｎｍｉｒ＾?你＂＼￣Ｔ??甚＿：、、??Ｍ燃鍵１，??ｆｖＨＡＫＫＡ；??｜／｜２０?ｎｍ?＾Ｔｈｔｃｋ?＿?．．．?．?ｉ?＿?＾?＾＂??８０?１２０?２４０?３６０?８０?１２０?２４０?３６０?〇?ｉ〇〇?２００?３００??Ｒａｍａｎ?ｓｈｉｆｔ?（ａｎ－１）?ｔ＜Ｋ）??圖２．３?（ａ）單層ｌＴ－ＴａＳ２的ＣＣＤＷ相結(jié)構(gòu)示意圖［３１】，（ｂ）?ｌＴ－ＴａＳ２在２９５?Ｋ和１００Ｋ溫??度下的ＴＥＭ衍射圖像間，（Ｃ）２Ｈ－ＴａＳ２的溫度依賴的拉曼光譜ｆ３３ｌ?（ｄ）不同厚度］Ｔ－ＴａＳ２??的隨溫度變化的ＣＤＷ相變＾??２．２．３金屬性過渡金屬硫?qū)倩衔锏某瑢?dǎo)特性??尋找具有高轉(zhuǎn)變溫度的超導(dǎo)材料是物理和材料科學(xué)領(lǐng)域中最引人關(guān)注和??最具挑戰(zhàn)性的問題之一。此外，二維極限的超導(dǎo)性是一個(gè)長期存在的問題。??最近，這種奇異的物理特性己經(jīng)在二維ＭＴＭＤＣ?（如ＮｂＳｅ２［３４，３５】，ＴａＳ２［３６］，??丁說２【３７］等）中發(fā)現(xiàn)。Ｇａｌｖｉｓ等人對(duì)機(jī)械剝離的２Ｈ－ＴａＳ２納米片進(jìn)行表征，其??完美的蜂窩狀結(jié)構(gòu)表明２Ｈ－ＴａＳ２具有極高的晶體質(zhì)量（圖２．４?（ａ））?［３８］。同時(shí)，??溫度依賴的電導(dǎo)測(cè)試結(jié)果清晰地揭示在溫度低于２．８?Ｋ時(shí)，２Ｈ－ＴａＳ２出現(xiàn)超導(dǎo)??特性，超導(dǎo)能隙為０．６?ｍｅＶ?（圖２．４?（ｂ））。Ｂａｒｒｅｒａ等人通過構(gòu)建多端輸運(yùn)器??件來探究不同厚度ＴａＳ２和ＮｂＳｅ２納米片的超導(dǎo)特性（圖２．４?（ｃ）

?金屬性過渡金屬硫化物的可控制備和電催化應(yīng)用???ａ?ｂ??，＊＇?－?－?＾?Ｂｉａ＊?ｖｏｔｔａｇｔ?（ｍＶ）??〇８Ｍｆｉ?／?／－８Ｐｉｒ７＂??Ｃｔｆ?０．６?？?２Ｈ?ＮｂＳｅ２?｜?ｊ?０．６＊?２Ｈ－ＴａＳ２?Ｉ??＾?０．４－?Ｉｆ?＾?０．４．?３１?／??２Ｌｔ?ＳＬ?／??０．２．?１／?０．２?■?ｆ??０．０?Ｊ—，?ｒ—０．０??ｒ－＇?－ＭＡ￣．???３?４?５?６?０?１?２?３?４??７－（Ｋ）?Ｔ［Ｋ）??圖２．４?（ａ）?２Ｈ－ＴａＳ２的原子分辨的ＳＴＭ圖像［３８］，?（ｂ）?２Ｈ－ＴａＳ２樣品的溫度依賴的ＳＴＳ掃??描結(jié)果［３８］，?（ｃ）?ＮｂＳｅ２的溫度依賴的電阻轉(zhuǎn)變［３９】，（ｄ）?ＴａＳ２的溫度依賴的電阻轉(zhuǎn)變［３９丨??２．３金屬性過渡金屬硫?qū)倩衔锏闹苽浞椒??２．３．１機(jī)械剝離法和堿金屬插層化學(xué)剝離法??機(jī)械剝離法是制備包括ＴＭＤＣｓ在內(nèi)的二維納米材料最為直接和簡(jiǎn)單的??技術(shù)。將體相的層狀材料放到透明膠帶上，反復(fù)撕裂，在膠帶的粘性作用下，??二維原子晶體逐漸變薄，并分散到膠帶上。將粘有二維原子晶體的膠帶貼到??目標(biāo)基底上，然后揭開膠帶，便能在目標(biāo)基底上獲得單層到少層的樣品。圖??２．５?（ａ）顯示了利用機(jī)械剝離的方法獲得的雙層ＮｂＳｅ２［４１】。需要指出的是，機(jī)??械剝離方法操作簡(jiǎn)單方便，所獲得的樣品晶體質(zhì)量很高，適用于各種基礎(chǔ)結(jié)??構(gòu)表征、光譜研究以及各種電子和光電原型器件的構(gòu)建。然而機(jī)械剝離方法??也存在各種局限性。例如，這種制備方法制備效率低下，不具備可擴(kuò)展性，??所獲得樣品的層厚和均勻性不可控，疇區(qū)尺寸小，膠帶與基底之間有高分


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