成果介紹
二維過渡金屬硫族化合物（TMDs）半導體材料因其可調的帶隙和高效的載流子輸運而被廣泛應用于界面反應和電子器件。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限制了它們的性能。
基于此，東南大學任元副研究員、陶立教授（共同通訊作者）報道了通過一步熱硫化（硒化/碲化）具有有序介觀結構兩親性嵌段共聚物/多金屬氧酸鹽簇（BCPs/POMs）納米複合材料，來建構有序介孔TMDs/金屬氧化物（OM-TMDs/MOs）半導體異質結構的通用方法，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構，具有高比表面積、大孔徑和異質結構架構中豐富的活性邊緣位點。基于OM-WS2/WO3的化學電阻式氣體傳感器在室溫下表現出優異的NO2傳感性能，具有高靈敏度、超高選擇性（SNO2/Sgas>20）和快速響應速度（6 s）。理論研究表明，WS2/WO3異質結構和WS2邊緣位點對NO2分子的強吸附能力以及它們之間的高電荷轉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政策，在電子器件、催化、儲能和轉化等各種應用中顯示出巨大的潛力。成果發表于Small Structures (IF=13.9), 第一作者是東南大學材料科學與工程學院2022級碩士李振良。
圖文導讀
圖 1. （a）通過BCPs和POMs團簇的共組裝結合TAC工藝合成有序介孔TMDs/MOs異質結構的示意圖，（b）TAC工藝圖。
圖 2.有序介孔WS2/WO3的結構表征。（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的結構表征。
圖 4. OM-WS2/WO3在室溫下的氣敏性能。
圖 5. 氣敏機理研究。
圖 6. 通過BCPs和POMs的共組裝合成OM-TMDs/MOs異質結構的普适性。
本項目受到了國家自然科學基金（創新群體、重大培育、面上）、國家重點研發計劃、江蘇省重點研發計劃、中央高校基大學研業務經費、東南大學“至善青年學者”支援計劃的資助。
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Small Struct. 2024, 2400376.
https://doi.org/10.1002/sstr.202400376來源：高分子科學前沿