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鎢酸鈉新型晶體
來源:本站作者:admin 日期:2018/9/4 9:22:31
鎢酸鈉地球上最薄的結構之一:“二維材料”是由一層或幾層原子組成的晶體。它們通常表現出不尋常的特性,有望在化工技術中有許多新的應用。這些材料中有一種由鉬和硫原子組成的一層原子薄的2D硫化鉬。

    這種超薄晶體的生產是困難的。結晶過程受許多不同因素影響。過去,不同的技術產生了不同的結果,但其原因無法準確解釋。由于TU Wien、維也納大學和Styria Joanneum研究所的研究小組開發的新方法,現在首次可以在電子顯微鏡下直接觀察結晶過程。
    該方法已在《ACS Nano》科學期刊上發表(論文題目為《二維MoS 2薄膜中結晶和重構過程的原子尺度原位觀測》)。

    從氣體到晶體

    這項研究的主要作者、TU Wien材料化學研究所的Bernhard C. Bayer說:“硫化鉬可以用于透明且靈活的太陽能電池中,也可以用于可持續地產生氫以儲存能源。然而,要做到這一點,就必須在可控的條件下生長高質量的晶體。”

    通常,這是通過從氣態原子開始,然后以一種隨機和非結構化的方式將它們凝聚在一個表面上來完成的。在第二步中,原子以規則的晶體形式排列。比如,通過加熱的方式。Bayer 說:“然而,結晶過程中的各種化學反應仍不清楚,因此很難開發出更好的2D材料生產方法。”

    然而,由于有了這種新的方法,現在應該能夠準確地研究結晶過程的細節。Bayer 補充說:“這意味著不再需要反復試驗,由于對這些過程有了更深入的了解,我們可以肯定地說,如何獲得所需的產品。”

    鎢酸鈉為基底

    首先,鉬和硫被隨機放置在石墨烯膜上。石墨烯可能是2D材料中最著名的一種晶體,其厚度只是一個碳原子層厚,該原子層排列在蜂窩格子中。在電子顯微鏡下,用精細的電子束操縱隨機排列的鉬和硫原子。可以同時使用相同的電子束來對該過程進行成像并開始結晶過程。

    通過這種方式,現在可以第一次直接觀察在只有兩個原子層厚度的材料生長過程中原子如何移動和重新排列。

    Bayer說:“在這個過程中,我們可以看到,熱力學最穩定的配置并不一定總是必須是最終狀態,不同的晶體排列相互競爭,相互轉化并相互替換。因此,現在很清楚為什么早期的調查會產生如此不同的結果。我們正在處理一個復雜,動態的過程。”

    新的調查結果將有助于更準確地調整2D材料的結構,使其更準確地適應未來的應用需求,因為它將有針對性地干擾重新排列過程。

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