六方氮化硼纳米片表面改性与性能研究的第一性原理计算

发布时间：2021-08-04 03:39

　　二维（Two-dimensional:2D）材料,包括石墨烯、硅烯、黑磷、六方氮化硼（h-BN）、石墨化碳氮化物（g-C3N4）、石墨化氧化锌（g-ZnO）、二硫化钼（MoS2）等,因其优异的性能和原子层状结构以及在电子、光电器件中的广泛应用而备受关注。而在众多2D材料中,2D-h-BN是石墨烯的同形异构体,具有非常相似的层状结构以及独特的光电特性以及机械鲁棒性、热稳定性、化学惰性和耐腐蚀性。因此,它被广泛地应用于场效应晶体管、隧道器件、深紫外光发射器和探测器、光电器件和微纳机械系统（M/NEMS）中以及用作耐高温涂层材料、润滑抗磨和防腐材料以及介质层等。2D-h-BN被认为是最有前途的材料之一,同时它也可以与其他2D材料集成,如石墨烯和过渡金属双卤代烃（TMDC）,用于下一代NEMS和其它技术。除此之外,众所周知h-BN纳米片（h-BNNS）由于其较宽的带隙使得它完全绝缘,该性质极大地制约了其在半导体或导电M/NEMS中的应用。其次,虽然2D-h-BN纳米材料具有优异的润滑性能,被常用到各类润滑剂中,但是与石墨烯相比,由于B和N原子的电负性不同,层间除了存在弱范德华（vdW）力之外,... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【部分图文】：

图１．１二维新材料和范德瓦尔斯异质结结构示意图［７］

有用的绝缘和导热填料，深紫外光源，石墨烯基叠层器件介质层的理想材料［１７］，??化妆品，微波透明屏蔽等等［１８］。此外，Ａ－ＢＮ具有非常高的热和化学稳定性，??因此也广泛用于持久耐高温坩埚，抗氧化润滑剂，工业防护涂料等［１９－２１］。此外，??／７—ＢＮ具有优良的耐腐蚀性，对四氯化碳、乙醇、汽油、苯、丙酮、浓硫酸、浓??硝酸等等的腐蚀性溶液都是稳定的，Ａ－ＢＮＮＳ与所有的熔融金属都几乎是无作用??的［２２ｈ?／？－ＢＮ还具有优良的导热性能，是导热塑料与导热橡胶的添加剂［２３］。此??夕卜，／？－ＢＮ还表现出一种极端的光学各向异性［２４］，这种各向异性正被用于双曲??声子极化子的应用中［２５，?２６］。??

?山东大学博士学位论文???１．４．２二硫化钼??二硫化钼（ｍ〇ｓ２）块体具有八面体配位四方晶系（ｉｎ、钼原子三棱柱配位??八方对称晶系（２／／）和斜方对称晶系（３７？）二种晶体结构，其中最稳定最常见??的状态是六方对称结构（图ｌ－５（ａ））［１１２］。在２ＤＭｏＳ２薄膜中，既存在１／／结构，??也存在ｉｒ构型，其中最稳定的是１／／构型。单层ＭｏＳ２由Ｓ－Ｍｏ－Ｓ三层原子构成??（图ｌ－５（ｂ）），夹层每个Ｓ原子和中间层三个Ｍｏ原子通过共价键结合，中间层??每个Ｍｏ原子通过共价键与两个夹层的六个Ｓ原子相结合，在Ｍ〇Ｓ２层内具有很??强的化学键，保证了?２Ｄ材料的稳定性。由于Ｍ〇Ｓ２层与层之间通过范德华力结??合，层间距约为６．５Ａ?（图ｌ－５（ｂ）），耦合作用很弱，因而很容易被分离成独立的??单层材料。对于１＾〇８２块体或多层材料，即使很小的剪切力也可以导致层间发生??滑动，因此常用做高级固体润滑剂，特别适用于高温高压下。但是Ｍ〇Ｓ２用于摩??擦材料的主要功能是低温时减摩，高温时增摩，烧失量小，在摩擦材料中易挥发。??〇?＾?＾?一?ａ??ｍｍ??ｃ?４?４?ｃ?＞：；??ｉ?１Ｔ??Ｖ?Ｖ?１?？?Ｎｌ＼?？?？?Ｉ?ｓ?？?ｆ??＇０：?ＩＰ：?：?Ｖ、??－?ｍｕ?ｌ??ｉ?，：、＇?３Ｒ??（ａ）??ＭｏＳ．．?ｂｕｌｋ?ＭｏＳ，?ｍｏｎｏｌａｙｅｒ??＾?＾?＾?？?Ｍ＂?「?＾?ｋ?ｒ?！?ｍ?ｋ?ｒ??（ｂ）?（ｃ）??图１－５?ＭｏＳ２?（ａ）晶形结构［１１２］、（ｂ）层状结构［１１３】以及（ｃ）块体和单层结构的能带结构［１１４］。??２８??


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