跳到主要内容

质量输运诱导了单层金属氧化物中硫空位线和钼链的结构演化和修复2

稀有金属（2021）引用这篇文章

摘要

缺陷在材料的结构和性能裁剪中起着至关重要的作用，包括原子薄的二维(2D)材料，越来越多的要求找到有效的方法来实现缺陷工程，即以良好的控制方式调整缺陷，从而实现材料的结构-性能。在此，我们提出了一种新的方法来调整单层金属氧化物半导体中的一维线缺陷的结构和构型2通过物质输运引起结构转变。利用原子分辨环形暗场扫描透射电子显微镜(ADF-STEM)，我们原位证明了硫空位线缺陷可以局部愈合成无缺陷的MoS2晶格通过Mo原子从空位线解吸和吸附到一个移动的Mo团簇。此外，Mo原子(或Mo团簇)沿硫空位线的定向输运可诱导Mo链的形成。这种质量输运引起的缺陷调谐为MoS器件的合理缺陷设计和性能调谐提供了更多的操作途径2以及其他相关2D材料。

图形抽象

摘要

晶体中的缺陷在调控材料结构和性能方面常常能起到重要作用, 特别是在低维材料如二维过渡族金属硫族化合物中。为了实现对缺陷的可控设计继而获得理想的材料性能,缺陷工程(缺陷工程)受到了越来越多的关注。本工作提出了一种由物质质量输运诱导的结构转变方法，实现了对单层MoS2中一维缺陷的结构和构型的调节。利用原子分辨的扫描透射电子显微镜环形暗场像(环形暗场扫描透射电子显微镜,ADF-STEM),我们原位展示了局部的硫空位链可以修复成无缺陷的原始金属氧化物半导体2晶格，并发现这一过程是通过一个移动的莫团簇吸附硫空位链上莫原子并移除而实现的;另外,我们还观察到了莫团簇或莫原子在沿着硫空位链的方向性输运过程中,形成了一维莫链的缺陷结构。本工作提出的这种"质量输运诱导的结构转变"方法为MoS2和其他相似二维体系的缺陷设计和性能调控提供了一种新路径。

这是订阅内容预览，通过机构进入．

访问选项

买一条

即时访问全文PDF。

39.95美元

税务计算将在结帐时完成。

图1
图2
图3
图4

参考文献

  1. [1]

    Fiori G, Bonaccorso F, Iannaccone G, Palacios T, Neumaier D, Seabaugh A, Banerjee SK, Colombo L.基于二维材料的电子学。Nat Nanotechnol。2014;9(10):768。

    中科院文章谷歌学术搜索

  2. [２]

    王菲克，翟泰。一种可扩展的范德华异质结构阵列。罕见。2020;(4):327。

    文章中科院谷歌学术搜索

  3. [3]

    Radisavljevic B, Radenovic A, Brivio J, Giacometti V, Kis A.单层MoS2晶体管。Nat Nanotechnol。2011;6(3):147。

    中科院文章谷歌学术搜索

  4. [4]

    麦凯峰，单军。二维半导体过渡金属二卤族化合物的光电子学与光电子学。Nat光子学。2016;10(4):216。

    中科院文章谷歌学术搜索

  5. ［5］

    曾海林，戴建华，姚伟，肖丹，崔晓东。MoS中的谷极化2光泵浦的单分子层。Nat Nanotechnol。2012;7(8):490。

    中科院文章谷歌学术搜索

  6. [6]

    李辉，蔡昌，高伟，蔡林，Contryman AW, Fragapane AH，赵建华，Han HS, Manoharan HC, Abild-Pedersen F, Norskov JK，郑小兰。激活和优化MoS2通过形成应变硫空位而析出氢的基面。Nat板牙。2016;15(1):364。

    中科院文章谷歌学术搜索

  7. [7]

    张维东，董新安，梁勇，刘锐，孙玉军，董峰。BiOCl/Bi的协同效应12O17Cl2和金属氧化物半导体2:原位DRIFTS研究光催化NO氧化途径。罕见。2019;38(5):437。

    中科院文章谷歌学术搜索

  8. [8]

    张建平，张建平，张建平。二维过渡金属二卤族化合物。大学学报:自然科学版。2017;2(8):17033。

    中科院文章谷歌学术搜索

  9. [9]

    谭春林，曹晓华，吴晓军，何启勇，杨洁，张旭，陈建忠，赵伟，韩sk, N广贤，Melinda S，张慧。超薄二维纳米材料的研究进展。化学启2017;117(9):6225。

    中科院文章谷歌学术搜索

  10. [10]

    李th, Perello DJ，赵洁，邓启明，Kim H, Han GH, Chae SH, Jeong HY, Lee YH。二硫化钼晶界上取向差角相关的电输运。Nat Commun。2016;7:10426。

    中科院文章谷歌学术搜索

  11. [11]

    Gutiérrez HR, Perea-López N, Elías AL, Berkdemir A, Wang B, Lv R, Lopez-Urias F, Crespi VH, terones H, terones M.三角形WS异常室温光致发光2单层膜。纳米列托人。2013;13(8):3447。

    文章中科院谷歌学术搜索

  12. [12]

    陈强，李浩，周松，徐伟，陈杰，泽田H, Allen CS，柯克兰AI, Grossmann JC, Warner JH。单分子MoS中二维空洞形成过程中原子快速迁移的超一维空位通道2．ACS Nano。2018;12(8):7721。

    中科院文章谷歌学术搜索

  13. [13]

    Komsa HP, Kurasch S, Lehtinen O, Kaiser U, Krasheninnikov AV.二维MoS中的点到扩展缺陷2:电子辐照下原子结构的演化。物理学报;2013;33(3):391 - 393。

    文章中科院谷歌学术搜索

  14. [14]

    李志强，李志强，李志强。电子辐照下的二维过渡金属二卤族化合物:缺陷的产生和掺杂。物理学报，2012,35(3):353 - 356。

    文章中科院谷歌学术搜索

  15. [15]

    王丽丽，刘旭，张庆峰，周刚，裴勇，陈世生，王杰，饶安敏，杨海宏，卢宝吉。高效析氢反应的准一维钼链。纳米能量。2019;61:194。

    中科院文章谷歌学术搜索

  16. [16]

    王晓伟，关XX，任晓波，刘涛，黄伟，曹建新，金超。二维M的推导2X3.(M=Mo, W, X=S, Se)2同行。纳米级。2020;12(15):8285。

    中科院文章谷歌学术搜索

  17. [17]

    林志强，刘志强，刘志强，刘志强，刘志强，刘志强。二维过渡金属二卤族化合物的缺陷工程研究。2 d板牙。2016;3(2):022002。

    文章中科院谷歌学术搜索

  18. [18]

    王志强，刘志强，刘志强，刘志强，刘志强。纳米级可逆质量传输技术在档案存储中的应用。纳米列托人。2009;9(5):1835。

    中科院文章谷歌学术搜索

  19. [19]

    雷根，阿洛尼，延森K，里奇RO，泽特尔A.纳米晶体驱动的纳米马达。纳米列托人。2005;5(9):1730。

    中科院文章谷歌学术搜索

  20. [20]

    李志强，李志强，李志强，李志强。碳纳米管在纳米尺度上的质量输送。大自然。2004;428:924。

    中科院文章谷歌学术搜索

  21. [21]

    Svensson K, Olin H, Olsson E.用于金属运输的纳米微管。物理学报。2004;33(4):451 - 456。

    中科院文章谷歌学术搜索

  22. [22]

    Campos LC, Manfrinato VR, Sanchez-Yamagishi JD, Kong J, Jarillo-Herrero P.单层石墨烯的各向异性蚀刻和纳米带形成。纳米列托人。2009;9(7):2600。

    中科院文章谷歌学术搜索

  23. [23]

    赵宇德，谢永忠，刘志坤，王晓旭，柴勇，闫峰。二维材料膜:可控物质输运应用的新兴平台。小。2014;10(22):4521。

    中科院文章谷歌学术搜索

  24. [24]

    刘震，周伟，邹小林，石刚，雷斯德，杨志勇，刘志勇，刘志勇，刘志勇，娄军。二硫化钼原子层的气相生长和晶界结构。Nat板牙。2013;12(8):754。

    中科院文章谷歌学术搜索

  25. [25]

    林峰，金春华。一种用于高分辨率电子显微镜图像的改进Wiener反褶积滤波器。微米。2013;50:1。

    文章中科院谷歌学术搜索

  26. [26]

    沿位错方向岩心结构周期性和点缺陷密度的确定。亚利桑那州凤凰城:亚利桑那州立大学;2002.31.

    谷歌学术搜索

  27. [27]

    张志强，张志强。从超软赝势到投影仪增强波法。物理学报1999;59(3):1758。

    中科院文章谷歌学术搜索

  28. [28]

    Blochl体育。投影仪augmented-wave方法。物理学报1994;50(24):17953。

    文章谷歌学术搜索

  29. [29]

    刘志强，刘志强，刘志强，等。利用平面波基集计算从头算总能量的有效迭代格式。物理学报，1996;54(16):11169。

    中科院文章谷歌学术搜索

  30. [30]

    Dion M, Rydberg H, Schröder E, Langreth DC, Lundqvist BI。范德华密度泛函适用于一般几何。物理学报2004;92(24):246401。

    中科院文章谷歌学术搜索

  31. [31]

    Klimeš J, Bowler DR, Michaelides A.范德华密度泛函的化学精度。物理学报，2010;22(2):022201。

    文章中科院谷歌学术搜索

  32. [32]

    Klimeš J, Bowler DR, Michaelides A. Van der Waals密度泛函应用于固体。物理学报;2011;33(4):391 - 393。

    文章中科院谷歌学术搜索

  33. [33]

    赵永德，乔建华，于志华，于鹏，徐凯，刘斯平，周伟，刘智，王晓荣，季伟，柴勇。高电子迁移率和空气稳定性二维层状PtSe2场效应晶体管。难以板牙。2017;29(5):1604230。

    文章中科院谷歌学术搜索

  34. [34]

    赵延东，乔建华，于鹏，胡志新，林振中，刘sp，季伟，柴勇。二维层状PtS中异常强的层间相互作用2．难以板牙。2016;28(12):2399。

    中科院文章谷歌学术搜索

  35. [35]

    胡志祥，孔晓辉，乔建华，Normand B，季伟。层间电子杂化对低层黑磷振动特性的影响。纳米级。2016;8(5):2740。

    中科院文章谷歌学术搜索

  36. [36]

    洪建辉，胡志新，Probert M，李凯，吕德华，杨晓宁，顾磊，毛宁，冯庆良，谢立明，张杰，吴德泽，张志勇，金超，纪伟，张xx，袁杰，张震。二硫化钼单分子层中原子缺陷的研究。Nat Commun。2015;6(1):6293。

    中科院文章谷歌学术搜索

  37. [37]

    乔建军，潘玉华，杨峰，王超，柴勇，季伟。几层碲:具有显著物理特性的一维类层状基本元素半导体。Sci公牛。2018;63(3):159。

    中科院文章谷歌学术搜索

  38. [38]

    Nat Commun。2014;5(1):5290。

    中科院文章谷歌学术搜索

  39. [39]

    林建华，周伟。过渡金属二卤化物单分子层中空位诱导反转畴的形成和生长。ACS Nano。2015;9(5):5189。

    中科院文章谷歌学术搜索

  40. [40]

    洪建辉，王超，刘海杰，任晓波，陈金龙，王桂芳，贾劲峰，谢明华，金超，季伟，袁杰，张震。双层MoSe反演域边界诱导叠加与带结构多样性2．纳米列托人。2017;17(11):6653。

    中科院文章谷歌学术搜索

  41. [41]

    于云峰，南华华，何其云，吴晓娟，张凯，杨泽哲，陈建中，马清良，赵山山，刘志强，冉FR，王晓中，李慧，黄欣，李波，熊奇钦，张琴，刘智，顾磊，杜云华，黄伟，张慧。高相纯度1T′-MoS2-和1 t的摩斯2层状晶体。Nat化学2018;10(6):638。

    中科院文章谷歌学术搜索

  42. [42]

    Voiry D, Fullon R, Yang JE, Castro SCDC, Kappera R, Bozkurt I, Kaplan D, Lagos MJ, Batson PE, Gupta G, Mohite AD, Dong L, Er DQ, Shenoy VB, Asefa T, Chhowalla M.衬底和2D MoS之间的电子耦合作用2电催化制氢的纳米片。Nat板牙。2016;15(9):1003。

    中科院文章谷歌学术搜索

下载参考

确认

国家自然科学基金(No. 51772265、5171165024、61721005);浙江省自然科学基金(No. 51772265、5171165024、61721005);D19E020002)、教育部高等学校学科人才引进计划(D19E020002);B16042)。科学技术部(No. 2018YFE0202700)、国家自然科学基金(No. 11974422、61674171、11622437、61761166009)、中国科学院战略重点项目(No. 2018YFE0202700)资助。XDB30000000)、中央高校基本科研业务费专项资金和中国人民大学科研业务费专项资金(no . 16XNLQ01, 19XNLG11, 19XNQ025(W.J.))。感谢杨春霞为我们提供高品质的cvd生长MoS2样本。计算在中国人民大学高性能计算物理实验室和上海超级计算机中心进行。电子显微镜的工作是在浙江大学电子显微镜研究中心完成的。

作者信息

作者指出

  1. 王晓伟和侯林芳对这项工作都做出了同样的贡献。

从属关系

  1. 浙江大学材料科学与工程学院，硅材料国家重点实验室，浙江杭州310027

    王晓伟，黄伟，任锡彪，金传宏

  2. 中国人民大学物理系，光电功能材料与微纳器件北京市重点实验室，北京，100872

    侯林芳，纪伟

  3. 湘潭大学湖南传感与信息技术研究院，湖南湘潭411105

    Chuan-Hong金

作者
  1. 小薇王
    看来作者出版物

    您也可以在PubMed谷歌学术搜索

  2. 杜胜侯
    看来作者出版物

    您也可以在PubMed谷歌学术搜索

  3. 魏黄
    看来作者出版物

    您也可以在PubMed谷歌学术搜索

  4. 看来作者出版物

    您也可以在PubMed谷歌学术搜索

  5. 魏记
    看来作者出版物

    您也可以在PubMed谷歌学术搜索

  6. Chuan-Hong金
    看来作者出版物

    您也可以在PubMed谷歌学术搜索

相应的作者

与魏季或晋传鸿通信。

补充信息

以下是电子补充材料的链接。

补充文件2 (AVI 1796 kb)

补充文件3 (AVI 454kb)

补充文件1 (DOCX 7725kb)

权利和权限

再版和权限

关于这篇文章

通过十字标记验证货币和真实性

引用这篇文章

王,XW。，Hou, LF., Huang, W.et al。质量输运诱导了单层金属氧化物中硫空位线和钼链的结构演化和修复2．罕见的了。(2021)。https://doi.org/10.1007/s12598-021-01758-5

下载引用

关键字

  • 金属氧化物半导体2
  • 缺陷工程
  • 原位透射电镜(TEM)
  • 大众运输
  • 线缺陷