二维过渡金属硫化物异质结构的气敏与光电性能研究

发布时间：2024-02-20 18:42

　　自2004年石墨烯实现机械剥离后,对于与石墨烯结构类似的过渡金属硫化物二维纳米材料的研究也如火如荼的开展起来。而且二维纳米材料的研究重心也从开始时的材料基本性能研究逐渐转移到将二维纳米材料与其他先进材料复合在一起,从而形成异质结构。目前,许多研究者将二维纳米材料异质结构应用于催化、能源等领域,并取得了很多优异的结果,但基于过渡金属硫化物异质结构在传感领域的研究仍相对缺乏。针对上述问题,本文采用不同的方法制备了具有不同结构和形貌的过渡金属硫化物异质结构,并研究了异质结构的气敏传感机理和光电探测机制。设计了一种基于还原氧化石墨烯/二硫化钼复合纤维的气敏传感器。揭示了器件的气体敏感机制并检测了两种单独组分及其复合纤维对NO₂、NH₃、湿度以及有机气体的气敏响应,以及不同石墨烯与二硫化钼配比对复合纤维气敏性能的影响。最后探究了光照对复合纤维气敏性能的增益效果。发现石墨烯与二硫化钼的协同作用使复合纤维具有良好的气敏响应,对NO₂的响应率达到75%,对NH₃的响应率达到200%。首次提出了一种简单快捷的方法制备...

【文章页数】：130 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-2a)原始MoS2与吸附O2-的MoS2的电荷密度变化，红色和蓝色分别代表电荷的累积和损耗；b)MoS2、MOSe2以及WSe2中的X0、X-、X+电子密度均衡上的变化

图1-1电荷转移过程及不同气体与二硫化钼相互作用时的电荷密a)O2b)H2Oc)NH3d)NOe)NO2f)CO[42]Fig.1-1TheprogressofchargetransferbetweenMoS2anddifferenta)....

图1-3基于石墨烯的化学阻抗气敏传感器

图1-3基于石墨烯的化学阻抗气敏传感器。传感器具有两种电极a)微型热盘b)四点电极[44]Photographofthegas-sensingchemiresistorbasedonchemicallyconvertedTherearetwotyp....

图1-5a)石墨烯化学阻抗传感器和石墨烯/硅肖特基二极管气敏传感器；b)石墨烯/硅肖特基二极管的光学图像

图1-5a)石墨烯化学阻抗传感器和石墨烯/硅肖特基二极管气敏传感器；b)石墨烯/硅肖特基二极管的光学图像[52]Fig.1-5a)Schematicplotofthegraphenechemiresistorandgraphene/SiSchottk....

图1-6基于旋涂氧化石墨烯的声表面波气敏传感器的原理图和扫描电镜图

1-6基于旋涂氧化石墨烯的声表面波气敏传感器的原理图和扫描电镜和d)为洁净表面；b)和e)为覆盖中间区域；c)和f)为覆盖整体区域SchematicsandscanningelectronmicroscopyimagesoftheSAWsen....

本文编号：3904404