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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(jié)構(gòu)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(xiàn)出不尋常的特性，有望在化工技術(shù)中有許多新的應(yīng)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(chǎn)是困難的。結(jié)晶過程受許多不同因素影響。過去，不同的技術(shù)產(chǎn)生了不同的結(jié)果，但其原因無法準(zhǔn)確解釋。由于TU Wien、維也納大學(xué)和Styria Joanneum研究所的研究小組開發(fā)的新方法，現(xiàn)在首次可以在電子顯微鏡下直接觀察結(jié)晶過程。
該方法已在《ACS Nano》科學(xué)期刊上發(fā)表(論文題目為《二維MoS 2薄膜中結(jié)晶和重構(gòu)過程的原子尺度原位觀測》)。

從氣體到晶體

這項(xiàng)研究的主要作者、TU Wien材料化學(xué)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(xù)地產(chǎn)生氫以儲存能源。然而，要做到這一點(diǎn)，就必須在可控的條件下生長高質(zhì)量的晶體。”

通常，這是通過從氣態(tài)原子開始，然后以一種隨機(jī)和非結(jié)構(gòu)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(guī)則的晶體形式排列。比如，通過加熱的方式。Bayer 說：“然而，結(jié)晶過程中的各種化學(xué)反應(yīng)仍不清楚，因此很難開發(fā)出更好的2D材料生產(chǎn)方法。”

然而，由于有了這種新的方法，現(xiàn)在應(yīng)該能夠準(zhǔn)確地研究結(jié)晶過程的細(xì)節(jié)。Bayer 補(bǔ)充說：“這意味著不再需要反復(fù)試驗(yàn)，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(chǎn)品。”

鎢酸鈉為基底

首先，鉬和硫被隨機(jī)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(xì)的電子束操縱隨機(jī)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(jìn)行成像并開始結(jié)晶過程。

通過這種方式，現(xiàn)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(xué)最穩(wěn)定的配置并不一定總是必須是最終狀態(tài)，不同的晶體排列相互競爭，相互轉(zhuǎn)化并相互替換。因此，現(xiàn)在很清楚為什么早期的調(diào)查會產(chǎn)生如此不同的結(jié)果。我們正在處理一個復(fù)雜，動態(tài)的過程。”

新的調(diào)查結(jié)果將有助于更準(zhǔn)確地調(diào)整2D材料的結(jié)構(gòu)，使其更準(zhǔn)確地適應(yīng)未來的應(yīng)用需求，因?yàn)樗鼘⒂嗅槍π缘馗蓴_重新排列過程。

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