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半导体学报（英文版） doi:10.1088/1674-4926/38/3/034001

关键词:

二维晶体材料MXene的电化学应用研究进展?

申长洁 , 王李波 , 张恒 , 周爱国 , 刘凡凡 , 王冰心

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.19.021

MXene 是一种类石墨烯结构的新型二维过渡金属碳化物或碳氮化物,通过氟盐和盐酸或氢氟酸刻蚀前驱体 MAX相中的活泼金属元素得到,其化学通式为 Mn+1 XnT(n=1,2,3…),T表示表面所附着的官能团(-H、-F或-OH)。得益于其表面的官能团,MXene在储能方面应用较为广泛。通过表面改性、离子插层,增加 MXene晶面间距,提高离子传输效率,以优化 MXene在电化学方面的应用。综述了以 Ti3 C2为代表的 MXene的制备方法、理论研究以及在锂离子电池、锂硫电池、超级电容器等方面的应用研究进展,展望了 MXene 在电化学领域的应用前景和未来的研究方向。

关键词: Ti3 C2 , 二维材料 , 锂离子电池 , 锂硫电池 , 超级电容器

石墨烯基二维垂直异质结的制备及光电子器件

戴明金 , 高峰 , 杨慧慧 , 胡云霞 , 胡平安

材料科学与工艺 doi:10.11951/j.issn.1005-0299.20170084

石墨烯和类石墨烯二维半导体材料因其独特的物理化学性质受到研究人员的广泛关注,将二者结合组成的石墨烯基二维垂直异质结近年来备受研究者的青睐.本文简要介绍了石墨烯基二维垂直异质结的基本概念和性质,综述了石墨烯基二维垂直异质结制备技术的最新进展情况,对比分析了不同制备方法各自的优缺点,总结了石墨烯基二维垂直异质结在光电子学器件应用的最新进展.最后对石墨烯基二维垂直异质结的研究和发展方向做了展望.

关键词: 石墨烯 , 二维材料 , 异质结 , 光电子

范德华外延生长硫化镉二维纳米片及其光致发光性能研究

朱丹丹 , 夏静 , 王磊 , 李玄泽 , 孟祥敏

影像科学与光化学 doi:10.7517/j.issn.1674-0475.2016.03.273

二维纳米材料具有独特的结构和优异的性能,在电子学及光电子学领域有广泛的应用前景,但关于硫化镉二维纳米材料的制备及性能研究还鲜有报道.本文首次采用范德华外延生长技术,在氟金云母片衬底上制备了硫化镉二维纳米片.通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜、X射线粉末衍射仪和拉曼光谱仪等分析手段对产物的形貌、厚度、晶体结构、成分等进行了系统的研究.结果表明,纳米片具有六方纤锌矿晶体结构,尺寸约为几个微米,厚度约为几十纳米.范德华外延生长技术在硫化镉二维单晶纳米片制备上的成功应用,为其它二维非层状材料的制备提供了新的思路,并使其在高性能电子和光电子器件上的应用成为了可能.

关键词: 范德华外延 , 二维材料 , 硫化镉 , 非层状材料 , 光致发光

过渡金属硫族化合物二维晶体基复合材料的研究进展

孙兰 , 张龙 , 马飞

中国材料进展 doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2017.01.06

石墨烯的发现掀起了人们对二维晶体材料的探索热潮.单层或少数层过渡金属硫族化合物(TMDs)是二维晶体材料的典型代表,此类材料的带隙合适、电子迁移率和热导率高、光吸收强、比表面积大,在新型光电器件、光/电催化、锂离子电池电极、气体传感及生物医学等领域蕴藏着巨大的应用潜能.特别是,对于TMDs二维晶体与其他材料复合而成的纳米结构,强烈的界面耦合作用对材料物理和化学特性的调控至关重要,甚至可能导致新奇特性,预示着新功能和新应用.详细综述了TMDs二维晶体基复合材料的制备方法、结构与性能的界面调控及其潜在应用,并指出了该研究领域仍存在的问题及未来发展方向.

关键词: 二维材料 , 过渡金属硫族化合物 , 复合结构 , 耦合效应

二维材料中的热传导

张忠卫 , 陈杰

中国材料进展 doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2017.02.09

受到石墨烯的成功制备及其优异性质的影响,新型二维材料的探索和研究成为近年来的研究热点,比如六角氮化硼、硅烯、黑磷以及过渡金属硫化物等,这些材料同样也展现出了优良的性质以及广阔的应用前景,比如在场效应管、光电器件以及清洁能源等领域.另一方面,随着电子元器件的不断小型化,器件中热耗散问题成为制约其性能的关键问题,特别是在微纳米尺度器件中,这使得对二维材料热传导性质的研究显得尤为重要.针对几种典型的二维材料,总结了热传导研究领域在理论计算以及实验测量方面的最新进展.这些二维材料由于其多样的结构特性和成键方式展现出各异的热传导性质,可从石墨烯中的高热导率(2500～5000 Wm-1 K-1)跨度到黑磷中较低的热导率(9 ～30 Wm-1K-1).此外,还特别分析了在二维材料中出现的一些独特物理现象,比如尺寸效应、掺杂和表面吸附效应以及基底效应等.最后,对二维材料的一些功能化应用研究进行了概括.

关键词: 二维材料 , 热耗散 , 热传导 , 石墨烯 , 尺寸效应

二维原子晶体材料中的各向异性研究概述

臧剑锋 , 童磊 , 叶镭 , 喻研

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.09.002

二维原子晶体材料简称二维材料,因载流子迁移和热量扩散都被限制在二维平面内,展现出了许多奇特的性质而受到了广泛关注.二维材料的带隙可调特性在场效应管、光电器件、热电器件等领域应用广泛.另外二维材料的自旋自由度和谷自由度的可控性使得二维材料在自旋电子学和谷电子学等领域也引发了深入的研究.不同的二维材料由于晶体结构的特殊性质导致了不同的电学特性或者光学特性的各向异性,包括拉曼光谱、光致发光光谱、二阶谐波谱、光吸收谱、热导率、电导率等性质的各向异性.这些各向异性特性在偏振光电器件、偏振热电器件、仿生器件、偏振光探等领域拥有巨大的发展潜力.二维材料的各向异性还能够用于实现器件性能的最优化.文章介绍了各种二维材料的各向异性的最新研究进展.

关键词: 二维材料 , 各向异性 , 偏振应用