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将贵金属粘合到二维材料时 界面很重要

宾夕法尼亚州立大学和普渡大学的研究人员已经开发出新材料,以改善单原子催化和未来的电子学。

这些材料基于包括二硫化物,二硒化物和碲化物的二维过渡金属二硫化碳(TMD),科学家希望利用其具有多种有趣的特性,尤其是对于下一代电子学和催化领域。

该小组在二维TMD基板上沉积了贵金属金和银,并研究了金属如何在TMD表面上形成和生长。正如理论预测的那样,在每种情况下,金属都会形成零维纳米粒子。但是在银沉积在二碲化物上的情况下,银形成了覆盖整个基板的单个原子层。

“我们一次又一次地尝试了该实验,但没有发现过渡金属二碲化物上有银纳米颗粒形成的任何证据,但我们知道那里有银,”前宾州州立大学博士生,论文的主要作者孙宜凡说。本周在“ 自然化学 ”杂志上发表。

研究小组发现,TMD和贵金属之间的界面对于确定金属的生长和最终结构很重要。

Sun补充说:“这对我们来说真的很有趣,并为如何探查2-D和3-D纳米结构之间的界面提供了新的见解。”

研究小组认为,这些知识将在化学的一个重要领域,即单原子催化中有用。单原子催化当前面临的问题是,随着催化原子密度的增加,它们趋于形成聚集成纳米颗粒的聚集体,这降低了催化活性。由于超过85%的化学物质是通过催化生产的,因此没有聚集的单原子过程可能会带来巨大的好处。

杜邦化学教授,《化学》的通讯作者雷·沙克(Ray Schaak)表示:“该工艺使我们能够在未来思考如何设计具有这些昂贵的贵金属量最少的单原子催化剂,并因此而具有增强的性能。”自然化学论文。

人们希望使用这种材料的另一个地方是电子产品。他们通常需要与金属线接触,而在TMD上的这种生长会给锚定点。

“二维金属是一个新兴领域,很难说服人们我们拥有二维银层,”凡尔纳·M·威拉曼物理学教授,物理学,化学和材料科学杰出教授Mauricio Terrones说。工程,宾夕法尼亚州立大学。“其他材料不会发生这种情况。”

将来,研究人员打算尝试使用比银更具催化活性的其他金属。

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