超薄二维材料的热压合成及其与尺寸相关的光学和压电性能

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超薄二维(2D)纳米材料作为一种重要的材料,在许多领域都显示出良好的应用效果,如电子/光电子、能源存储与转换、传感器和催化剂等。这些取得的成果推动了通过实现新的功能2D材料来扩展2D材料家族的全面研究工作,并需要创新的合成路线。因此,二维层状材料一直是研究的热点,这主要是由于二维层状材料相对较弱的平面间范德华力使其能够制备成二维纳米材料,其中液体和机械剥落起了重要作用。这些材料包括半金属石墨烯、半导体单层TMDs(如Mo S2、Mo Se2、WSe2等)和绝缘体六方氮化硼(h-BN)。遗憾的是,许多功能材料,如半金属/准金属、聚合物和大多数金属氧化物具有非层状晶格结构,并且由于缺乏便于在二维纳米结构中实现它们的制备机制,因而没有得到很好的研究。在本文中,我们提出了一个独特的热压缩合成机制,实现了具有非层状晶体结构的超薄二维纳米材料的制备。非层状晶体结构包括无机和有机(高分子)材料体系,如非层状半金属铋(Bi)、层状半导体碲化铋(Bi2Te3)、半晶体、分子(聚偏氟乙烯)PVDF聚合物和1D范德瓦耳斯层状碲(Te)。通过研究尺寸效应(厚度依赖关系)对材料光学和压电性能的影响,我们进一步讨论了所提出的策略对已制备的二维材料的影响。此外,本研究也研究了基板效应,进而确定了基板的作用以及它们对光学性能的影响。在此基础上,提出了其它热压缩合成技术,以实现二维金属纳米结构的高效制备,特别是高熔点材料。
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