二硫化鉬超越石墨烯成為材料科學家新寵—光學設備

石墨烯雖然具有良好的特性,但是它卻不具備導電性能和光學特徵,因此在一些高科技設備的應用中,石墨烯的應用就相對較少。化學家和材料學家正在努力尋找其他的材料越過石墨烯,目前多聚焦於兩種材料:一是二硫化鉬(MoS2);另一種二維黑磷單晶(或稱黑磷)的單層磷原子。兩種材料都有著吸引人的電子特性。 

在2008年,二硫化鉬(MoS2)首次合成,它是一種叫作過渡金屬二硫化物材料(TMDs)大家族中的成員之一。二硫化鉬不僅有和石墨烯近似相同的薄度,它還是一種性能良好的半導體。二硫化鉬電子在平面薄片中的運行速度,即電子遷移率大約是100cm2/vs,雖然不如晶體矽的電子遷移速率1400 cm2/vs ,但是比非晶矽和其他超薄半導體的遷移速度更好。科學家正在研究這些材料,使其能應用於未來電子產品,如柔性顯示幕和其他可以靈活伸展的電子產品。且隨著研究的深入,研究人員正在試圖製備多層二硫化鉬薄片,從而給壓縮電子提供選擇路徑使其繞過路障,提高遷移速度。另外,MoS2直接帶隙的特性能把電子轉變為光子,反之亦可成立。這一特性使得MoS2成為了光學設備中的優選材料,可以應用於光發射器、鐳射、光電探測器和太陽能電池中。

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