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二维原子晶体材料及其范德华异质结构研究进展

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稀有金属 2017年第5期41卷 449-465页

作者：屠海令赵鸿滨魏峰张青竹杜军北京有色金属研究总院智能传感功能材料国家重点实验室北京100088 中国科学院微电子研究所微电子器件与集成技术重点实验室北京100029

2004年英国曼彻斯特大学Geim研究组成功剥离出石墨烯(graphene)以来,二维原子晶体(two-dimensional atomic crystals)材料获得了极大关注。二维原子晶体材料及其范德华异质结构(van der Waals heterostructures)具有电学、热学、力学、... 详细信息

2004年英国曼彻斯特大学Geim研究组成功剥离出石墨烯(graphene)以来,二维原子晶体(two-dimensional atomic crystals)材料获得了极大关注。二维原子晶体材料及其范德华异质结构(van der Waals heterostructures)具有电学、热学、力学、化学及光学等方面的众多优异特性,可广泛于电子、催化、储能、生物医学、复合材料等领域。特别是石墨烯,被认为是后摩尔时代的关键材料。二维原子晶体材料除了可制备微电子与光电子器件外,还可能应用到多种新型功能器件。综述了石墨烯(graphene)、二硫化钼(Mo S2)、磷烯(phosphorene)等二维原子晶体材料的合成生长、性能表征与器件制备,并重点讨论了二维原子晶体材料及其范德华异质结在微纳电子领域的研究进展和应用前景。

关键词：二维原子晶体范德华异质结构功能器件

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类石墨烯二维原子晶体的微态理论模型

力学学报 2015年第3期47卷 451-457页

作者：杨刚张斌南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京航空航天大学航空宇航学院南京210016

基于微态(Micromorphic)连续介质理论,提出了针对类石墨烯二维原子晶体的新力学模型.该模型以有限大小的布拉维单胞为基元体,考虑基元粒子的宏观位移和微观变形,依据微态理论基本方程,推导了全局坐标系下模型的主导方程.然后针对布拉维... 详细信息

基于微态(Micromorphic)连续介质理论,提出了针对类石墨烯二维原子晶体的新力学模型.该模型以有限大小的布拉维单胞为基元体,考虑基元粒子的宏观位移和微观变形,依据微态理论基本方程,推导了全局坐标系下模型的主导方程.然后针对布拉维单胞中含有两个原子的类石墨烯晶体,通过分析单胞中声子振动模式与基元体自由度的关系,获得了微态形式下声子色散关系的久期方程,并根据二维晶体声子色散特性对久期方程进行了简化,进而确定了类石墨烯晶体模型的本构方程.最后,以石墨烯和单层六方氮化硼为例,利用简化的表达式拟合了它们面内声子色散关系数据,计算了模型材料的常数,石墨烯模型的等效杨氏模量、泊松比分别为1.05 TPa和0.197,氮化硼分别为0.766TPa和0.225,均与已有的实验值相符合.

关键词：二维原子晶体微态理论材料常数声子色散关系本构方程

玻璃球上的魔法:二维原子晶体的可控带隙生长

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科学通报 2020年第21期65卷 2191-2192页

作者：刘津欣曾梦琪付磊武汉大学化学与分子科学学院武汉430072

对于半导体材料,带隙是一个非常重要的性质标签[1]其表示半导体中电子被激发到能参与导电的状态所需要的最小能量,决定了材料的众多基本物理特性,如光子的吸收激发和电子传输等,带隙的精确调控有利于获取具有特定性质的订制材料.目前报... 详细信息

对于半导体材料,带隙是一个非常重要的性质标签[1]其表示半导体中电子被激发到能参与导电的状态所需要的最小能量,决定了材料的众多基本物理特性,如光子的吸收激发和电子传输等,带隙的精确调控有利于获取具有特定性质的订制材料.目前报道的二维原子晶体带隙调控方法主要分为化学调控及物理调控两大类.

关键词：二维原子晶体半导体材料电子传输带隙化学调控特定性质最小能量玻璃球

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单元素二维原子晶体材料研究进展

物理 2017年第3期46卷 145-153页

作者：刘中流王业亮高鸿钧中国科学院物理研究所纳米物理与器件实验室北京100190 中国科学院大学物理科学学院北京100049

非碳元素构成的二维单质原子晶体材料,具有与石墨烯相似的单层结构和物理性质,对它们的研究有望发掘一些崭新的性能及相关的应用,是当前凝聚态物理及新材料等相关领域的重要研究方向之一。文章详细介绍了近几年发展起来的单一元素所形... 详细信息

非碳元素构成的二维单质原子晶体材料,具有与石墨烯相似的单层结构和物理性质,对它们的研究有望发掘一些崭新的性能及相关的应用,是当前凝聚态物理及新材料等相关领域的重要研究方向之一。文章详细介绍了近几年发展起来的单一元素所形成的二维原子晶体材料,分别对其结构、物性、应用前景等方面的研究进展进行了综述介绍。

关键词：二维原子晶体制备方法结构特性能隙调控

黑磷/类黑磷二维原子晶体材料的光电化学性能研究

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黑磷/类黑磷二维原子晶体材料的光电化学性能研究

作者：任晓辉湘潭大学

学位级别：硕士

低维纳米材料研究是材料领域中新兴的一个方向,近几十年来,二维材料的大家族里不断添加新的成员。由于不同的二维材料具有各异的结构和特性,因此二维材料能在不同的领域中发挥各自特长。近期研究所关注的黑磷材料具有优异的光电化学特性... 详细信息

低维纳米材料研究是材料领域中新兴的一个方向,近几十年来,二维材料的大家族里不断添加新的成员。由于不同的二维材料具有各异的结构和特性,因此二维材料能在不同的领域中发挥各自特长。近期研究所关注的黑磷材料具有优异的光电化学特性,其研究潜力绝不亚于石墨烯材料。除了黑磷以外,一系列具有与黑磷相似原子结构的类黑磷材料进入人们的视野,且其中的绝大多数都展现出合适的能带带隙以及高的电子迁移率。将类黑磷材料和黑磷组合成混合维度异质结构,有助于协同实现各维度结构的优势互补,为高性能光电化学材料研究打开一扇新的大门。本学位论文以黑磷/类黑磷二维原子晶体材料为主,在大规模稳定制备二维材料的研究基础上,研究了黑磷/类黑磷二维原子晶体的光电化学性能,初步探索了其在电催化和光电探测器件方面的应用能力。相关工作如下:1.析氧反应在燃料电池等能源转换领域是非常重要的半反应,其反应的动力学过程常常制约了整个能源转换以及水解过程的最终效率和产量。我们测试了少层二维黑磷纳米片的催化产氧活性及结构稳定性。结果表明,黑磷纳米片的催化能力相较于其块体结构有所提高,产氧起始电压为1.45 V,塔菲尔斜率为88mVdec,具有一定的催化产氧优势。不仅如此,我们还研究了少层黑磷纳米片在不同电解液浓度以及离心速度下的电催化性能,证实了降低黑磷纳米片的厚度能暴露出更多的活性位点同时增大反应活性面积这一结论,为后续进一步提高材料的电化学性能打下重要基础。2.选用KOH作为电解质,在溶液的环境下测试了液相剥离制备的少层黑磷纳米片的自供电光探测性能以及其稳定性。研究发现,黑磷纳米片在KOH电解液中的光电流能达到265 nA cm,一周之后其光电流大小仍有103nAcm。结果表明,黑磷纳米片在KOH电解液中具有优异的光探测能力以及良好的稳定性。不仅如此,通过对KOH电解液的浓度和偏压进行调控,在研究黑磷纳米片光探测性能和电解液浓度关系的同时,进一步提升了黑磷纳米片的光探测性能。3.得到获取二维类黑磷材料纳米片(MoS、SnSe、WS纳米片)的制备路线,并研究了类黑磷层状材料及异质结构的光电化学性能。通过水热的方法将MX和TiO组合在一起,研究了其光电化学性能。实验表明,类黑磷层状材料本身继承了部分黑磷结构上面的优势,同时自身还具有良好的稳定性。在MoS纳米片上生长TiO纳米颗粒,材料整体的光电化学性能与单一材料相比得到极大提高。

关键词：黑磷二维原子晶体类黑磷材料光电化学光电探测器

同方学位论文库评论

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二维原子晶体的可控制备与光电性能研究

二维原子晶体的可控制备与光电性能研究

第十四届固态化学与无机合成学术会议

作者：翟天佑华中科技大学材料科学与工程学院

新型二维原子晶体因独特的结构和物性、丰富的科学内涵及广阔的器件应用前景,成为国际前沿科学研究的焦点。其高载流子迁移率、高载流子浓度、低噪音、高比表面积、稳定的物理/化学性质,是制备高性能光电子器件的理想载体,可以满足未来... 详细信息

新型二维原子晶体因独特的结构和物性、丰富的科学内涵及广阔的器件应用前景,成为国际前沿科学研究的焦点。其高载流子迁移率、高载流子浓度、低噪音、高比表面积、稳定的物理/化学性质,是制备高性能光电子器件的理想载体,可以满足未来光电子器件高集成度、多功能以及低功耗等要求。我们发展了"气固（VS）"和"范德华外延"等生长方法,实现了二维高质量超薄纳米片和大面积连续均一薄膜的可控制备,并研究了其光电性能。

关键词：二维原子晶体微纳器件光电化学

来源： cnki会议评论

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二维原子晶体的可控制备与光电性能研究

二维原子晶体的可控制备与光电性能研究

中国化学会第30届学术年会-第三十六分会：纳米材料合成与组装

作者：翟天佑华中科技大学材料科学与工程学院

新型二维原子晶体因独特的结构和物性、丰富的科学内涵及广阔的器件应用前景,成为国际前沿科学研究的焦点。其高载流子迁移率、高载流子浓度、低噪音、高比表面积、稳定的物理/化学性质,是制备高性能光电子器件的理想载体,可以满足未来光电子器件高集成度、多功能以及低功耗等要求。我们发展了"气固(VS)"和"范德华外延"等生长方法,实现了二维高质量超薄纳米片和大面积连续均一薄膜的可控制备,并研究了其光电性能。

关键词：二维原子晶体微纳器件光电化学

来源： cnki会议评论

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二维原子晶体及其合金的拉曼光谱研究

二维原子晶体及其合金的拉曼光谱研究

拉曼光谱探究二维原子晶体结构和物性的研究进展

第十九届全国光散射学术会议

作者：谢黎明国家纳米科学中心

＜正＞亚纳米厚度的二维原子晶体材料具有独特的电子结构与物理性质,其能解决电子器件的短沟道效应以及散热等瓶颈问题,是未来集成电子器件的重要候选材料。二维原子晶体材料的结构表征及极其重要,

关键词：拉曼光谱偏振二维原子晶体合金相变

来源： cnki会议评论

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辽宁石油化工大学学报 2018年第6期38卷 1-9页

作者：郭怀红赵波辽宁石油化工大学理学院辽宁抚顺113001

二维原子晶体在纳米电子器件、光电子器件方面具有潜在的应用前景,近年来引起了广泛关注。拉曼光谱一直以来被公认为材料结构独一无二的"指纹光谱",具有快速、准确、样品无损伤、无需样品预处理、大大节省研究成本等重要特点。随着大量... 详细信息

二维原子晶体在纳米电子器件、光电子器件方面具有潜在的应用前景,近年来引起了广泛关注。拉曼光谱一直以来被公认为材料结构独一无二的"指纹光谱",具有快速、准确、样品无损伤、无需样品预处理、大大节省研究成本等重要特点。随着大量新型二维原子晶体的成功制备,拉曼光谱将在相应指纹光谱的建立和奇异物性的发掘方面大显身手。本文概述了拉曼光谱在探测二维原子晶体的堆垛方式、层数、晶格取向的各向异性、缺陷等结构表征方面的研究进展,同时也概述了共振拉曼光谱在揭示二维原子晶体中电子与光子、电子与声子之间的相互作用,甚至在获取晶格振动声子结构等方面的重大作用,为读者提供了一个审视拉曼光谱在纳米材料基础研究和功能化应用研究方面扮演的重要地位的新视角。

关键词：二维原子晶体拉曼光谱共振拉曼光谱结构和物性表征