東南大學(xué)：研發(fā)有序介孔TMDs/MOs半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)室溫NO2傳感
來(lái)源：材料科學(xué)與工程
發(fā)布時(shí)間：2024-10-18
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二維過(guò)渡金屬硫族化合物（TMDs）半導(dǎo)體材料因其可調(diào)的帶隙和高效的載流子輸運(yùn)而被廣泛應(yīng)用于界面反應(yīng)和電子器件。然而，塊體樣品或堆疊的納米片中缺乏完全暴露的活性位點(diǎn)限制了它們的性能。
基于此，東南大學(xué)任元副研究員、陶立教授（共同通訊作者）報(bào)道了通過(guò)一步熱硫化（硒化/碲化）具有有序介觀結(jié)構(gòu)兩親性嵌段共聚物/多金屬氧酸鹽簇（BCPs/POMs）納米復(fù)合材料，來(lái)構(gòu)建有序介孔TMDs/金屬氧化物（OM-TMDs/MOs）半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)的通用方法，包括WS2/WO3、WSe2/WO3、WTe2/WO3、MoS2/MoO3和V3S4/V2O3。OM-TMDs/MOs具有高度有序的介孔結(jié)構(gòu)，具有高比表面積、大孔徑和異質(zhì)結(jié)構(gòu)框架中豐富的活性邊緣位點(diǎn)?；贠M-WS2/WO3的化學(xué)電阻式氣體傳感器在室溫下表現(xiàn)出優(yōu)異的NO2傳感性能，具有高靈敏度、超高選擇性（SNO2/Sgas>20）和快速響應(yīng)速度（6 s）。理論研究表明，WS2/WO3異質(zhì)結(jié)構(gòu)和WS2邊緣位點(diǎn)對(duì)NO2分子的強(qiáng)吸附能力以及它們之間的高電荷轉(zhuǎn)移有助于傳感器的高選擇性和靈敏度。這種通用方法為有序介孔TMDs基納米材料的合成提供了新的策略，在電子器件、催化、儲(chǔ)能和轉(zhuǎn)化等各種應(yīng)用中顯示出巨大的潛力 。
成果發(fā)表于Small Structures (IF=13.9), 第一作者是東南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院2022級(jí)碩士李振良。
圖1.（a）通過(guò)BCPs和POMs團(tuán)簇的共組裝結(jié)合TAC工藝合成有序介孔TMDs/MOs異質(zhì)結(jié)構(gòu)的示意圖，（b）TAC工藝圖。
圖2.有序介孔WS2/WO3的結(jié)構(gòu)表征。（a-c）OM-WS2/WO3-500、（d-f）OM-WS2/WO3-600、（g-i）OM-WS2/WO3-700。
圖3.有序介孔WS2/WO3的結(jié)構(gòu)表征。
圖4.OM-WS2/WO3在室溫下的氣敏性能。
圖5.氣敏機(jī)理研究。
圖6.通過(guò)BCPs和POMs的共組裝合成OM-TMDs/MOs異質(zhì)結(jié)構(gòu)的普適性。
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