Этот прорыв во главе с профессором Ло Киан Пингом, который возглавляет кафедру химии на факультете естественных наук, а также является главным исследователем Центра исследований графена на факультете, имеет общее применение к другим двумерным халькогенидам, таким как диселенид вольфрама и дисульфид титана, что приводит к расслоению с высоким выходом для всех этих двумерных материалов.
Команда NUS сотрудничала с учеными из Ульсанского национального института науки и технологий в Корее, и 2 января 2014 года результаты были впервые опубликованы в Интернете в научном журнале Nature Communications.
Спрос на высокоэффективный метод отшелушивания
Дихалькогениды переходных металлов, образованные комбинацией халькогенов, таких как сера или селен, и переходных металлов, таких как молибден или вольфрам, недавно привлекли большое внимание как следующее поколение двумерных материалов из-за их уникальных электронных и оптических свойств. для применения в оптоэлектронных устройствах, таких как тонкопленочные солнечные батареи, фотодетекторы, гибкие логические схемы и датчики.
Однако текущие процессы производства пригодных для печати однослойных халькогенидов занимают много времени, а выход невелик. Производимые хлопья имеют субмикронные размеры, что затрудняет выделение одного листа для изготовления электронных устройств.
Поскольку для большинства применений требуются чистые хлопья большого размера, это указывает на очевидную необходимость изучения новых способов получения высококачественных однослойных дихалькогенидов переходных металлов с высоким выходом.
Прорыв в производстве
Чтобы устранить узкое место производства, команда NUS исследовала металлические аддукты нафталина. Они приготовили нафталинидные аддукты лития, натрия и калия и сравнили эффективность расслаивания и качество образовавшегося дисульфида молибдена. Этапы обработки подробно описаны в Приложении.
Используя двухступенчатый метод расширения и интеркаляции, исследователи смогли произвести высококачественные однослойные листы дисульфида молибдена с беспрецедентно большим размером чешуек.
Исследователи также продемонстрировали, что расслоенные хлопья дисульфида молибдена можно превратить в раствор, пригодный для печати, и можно печатать на пленках размером с пластину, поскольку хорошая дисперсия и высокая вязкость хлопьев делают его очень подходящим для струйной печати.
В сравнительном анализе доктор Чжэн Цзянь, первый автор статьи, который также является научным сотрудником кафедры химии на факультете естественных наук Университета США, обнаружил, что применяемый метод интеркаляции нафталинида щелочного металла обладает значительными преимуществами по сравнению с традиционным методом. метод.
Комментируя важность результатов, профессор Ло сказал: «В настоящее время существует узкое место в разработке двумерных халькогенидов, обрабатываемых в растворе. Наша команда разработала альтернативный отшелушивающий агент с использованием органических солей нафталина, и этот новый метод более эффективен, чем предыдущие методы на основе растворов. Его также можно применить к другим классам двумерных халькогенидов."
«Учитывая универсальность этого метода, он может быть принят в качестве нового эталона в химии отшелушивания двумерных халькогенидов», — добавил он.
Дальнейшие исследования устройств для печати
Быстрорастущая область печатной фотоники, электроники и оптоэлектроники требует высокого качества материалов, точного нанесения материала, а также оптических, электрических, химических и механических свойств для конкретных приложений.
Чтобы продолжить свои исследования и удовлетворить потребности отрасли, профессор Ло и его команда будут заниматься разработкой чернил на основе различных типов двумерных халькогенидов, отшелушиваемых их новым методом, с целью производства оптоэлектронных устройств для печати.
Они также будут проверять оптические нелинейные свойства полученных хлопьев.