Nature.com ஐப் பார்வையிட்டதற்கு நன்றி.வரையறுக்கப்பட்ட CSS ஆதரவுடன் உலாவிப் பதிப்பைப் பயன்படுத்துகிறீர்கள்.சிறந்த அனுபவத்திற்கு, புதுப்பிக்கப்பட்ட உலாவியைப் பயன்படுத்துமாறு பரிந்துரைக்கிறோம் (அல்லது Internet Explorer இல் இணக்கத்தன்மை பயன்முறையை முடக்கவும்).கூடுதலாக, தொடர்ந்து ஆதரவை உறுதிப்படுத்த, தளத்தை பாணிகள் மற்றும் ஜாவாஸ்கிரிப்ட் இல்லாமல் காட்டுகிறோம்.
ஒரு ஸ்லைடிற்கு மூன்று கட்டுரைகளைக் காட்டும் ஸ்லைடர்கள்.ஸ்லைடுகளின் வழியாக செல்ல பின் மற்றும் அடுத்த பட்டன்களைப் பயன்படுத்தவும் அல்லது ஒவ்வொரு ஸ்லைடையும் நகர்த்த இறுதியில் ஸ்லைடு கன்ட்ரோலர் பொத்தான்களைப் பயன்படுத்தவும்.
மெல்லிய-அடுக்கு போரான்களாக கடத்தாத போரானின் மின் வேதியியல் அடுக்கு குறித்து தெரிவிக்கப்பட்டது.இந்த தனித்துவமான விளைவு, மின் கடத்தலைத் தூண்டும் ஒரு உலோகக் கண்ணியில் மொத்தமாக போரானைச் சேர்ப்பதன் மூலம் அடையப்படுகிறது.பல்வேறு எலக்ட்ரோலைட்டுகளில் செய்யப்படும் சோதனைகள் ~3-6 nm தடிமன் கொண்ட பல்வேறு கட்டங்களின் துளையிடும் செதில்களைப் பெறுவதற்கான சக்திவாய்ந்த கருவியை வழங்குகிறது.போரானின் மின் வேதியியல் நீக்குதலின் வழிமுறையும் வெளிப்படுத்தப்பட்டு விவாதிக்கப்படுகிறது.எனவே, முன்மொழியப்பட்ட முறையானது மெல்லிய-அடுக்கு பர்ஸின் பெரிய அளவிலான உற்பத்திக்கான ஒரு புதிய கருவியாக செயல்படும் மற்றும் பர்ஸ் மற்றும் அவற்றின் சாத்தியமான பயன்பாடுகள் தொடர்பான ஆராய்ச்சியின் வளர்ச்சியை துரிதப்படுத்துகிறது.
மின் கடத்துத்திறன் அல்லது முக்கிய செயலில் உள்ள மேற்பரப்புகள் போன்ற தனித்துவமான பண்புகள் காரணமாக இரு பரிமாண (2D) பொருட்கள் சமீபத்திய ஆண்டுகளில் அதிக ஆர்வத்தைப் பெற்றுள்ளன.கிராபெனின் பொருட்களின் வளர்ச்சி மற்ற 2D பொருட்களுக்கு கவனத்தை ஈர்த்துள்ளது, எனவே புதிய 2D பொருட்கள் விரிவாக ஆராய்ச்சி செய்யப்படுகின்றன.நன்கு அறியப்பட்ட கிராபெனைத் தவிர, WS21, MoS22, MoSe3 மற்றும் WSe4 போன்ற டிரான்சிஷன் மெட்டல் டைகால்கோஜெனைடுகளும் (TMD) சமீபத்தில் தீவிரமாக ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளன.மேற்கூறிய பொருட்கள் இருந்தபோதிலும், அறுகோண போரான் நைட்ரைடு (hBN), கருப்பு பாஸ்பரஸ் மற்றும் சமீபத்தில் வெற்றிகரமாக தயாரிக்கப்பட்ட போரோனீன்.அவற்றில், போரான் இளைய இரு பரிமாண அமைப்புகளில் ஒன்றாக அதிக கவனத்தை ஈர்த்தது.இது கிராபெனின் போன்ற அடுக்குகளாக உள்ளது ஆனால் அதன் அனிசோட்ரோபி, பாலிமார்பிசம் மற்றும் படிக அமைப்பு காரணமாக சுவாரஸ்யமான பண்புகளை வெளிப்படுத்துகிறது.B12 ஐகோசஹெட்ரானில் மொத்த போரான் அடிப்படை கட்டுமானத் தொகுதியாகத் தோன்றுகிறது, ஆனால் B12 இல் வெவ்வேறு இணைத்தல் மற்றும் பிணைப்பு முறைகள் மூலம் பல்வேறு வகையான போரான் படிகங்கள் உருவாகின்றன.இதன் விளைவாக, போரான் தொகுதிகள் பொதுவாக கிராபென் அல்லது கிராஃபைட் போன்ற அடுக்குகளாக இல்லை, இது போரானைப் பெறுவதற்கான செயல்முறையை சிக்கலாக்குகிறது.கூடுதலாக, போரோபீனின் பல பாலிமார்பிக் வடிவங்கள் (எ.கா., α, β, α1, pmmm) அதை இன்னும் சிக்கலாக்குகின்றன5.தொகுப்பின் போது அடையப்பட்ட பல்வேறு நிலைகள் ஹாரோக்களின் பண்புகளை நேரடியாக பாதிக்கின்றன.எனவே, பெரிய பக்கவாட்டு பரிமாணங்கள் மற்றும் செதில்களின் சிறிய தடிமன் கொண்ட கட்ட-குறிப்பிட்ட போரோசீன்களைப் பெறுவதை சாத்தியமாக்கும் செயற்கை முறைகளின் வளர்ச்சிக்கு தற்போது ஆழமான ஆய்வு தேவைப்படுகிறது.
2D பொருட்களை ஒருங்கிணைப்பதற்கான பல முறைகள் சோனோகெமிக்கல் செயல்முறைகளை அடிப்படையாகக் கொண்டவை, இதில் மொத்தப் பொருட்கள் ஒரு கரைப்பானில் வைக்கப்பட்டு, பொதுவாக ஒரு கரிம கரைப்பான் மற்றும் பல மணிநேரங்களுக்கு ஒலிக்கப்படும்.ரஞ்சன் மற்றும் பலர்.6 மேலே விவரிக்கப்பட்ட முறையைப் பயன்படுத்தி மொத்த போரானை போரோபீனாக வெற்றிகரமாக வெளியேற்றியது.அவர்கள் கரிம கரைப்பான்கள் (மெத்தனால், எத்தனால், ஐசோப்ரோபனால், அசிட்டோன், DMF, DMSO) ஒரு வரம்பில் ஆய்வு மற்றும் sonication exfoliation என்பது பெரிய மற்றும் மெல்லிய போரான் செதில்களைப் பெறுவதற்கான எளிய முறையாகும்.கூடுதலாக, அவர்கள் மாற்றியமைக்கப்பட்ட ஹம்மர்ஸ் முறையை போரானை வெளியேற்றவும் பயன்படுத்தலாம் என்பதை நிரூபித்துள்ளனர்.திரவ அடுக்குமுறை மற்றவர்களால் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது: லின் மற்றும் பலர்.7 குறைந்த-அடுக்கு β12-போரின் தாள்களை ஒருங்கிணைக்க படிக போரானை ஒரு ஆதாரமாகப் பயன்படுத்தியது மற்றும் அவற்றை மேலும் போரின் அடிப்படையிலான லித்தியம்-சல்பர் பேட்டரிகளில் பயன்படுத்தியது, மற்றும் லி மற்றும் பலர்.8 குறைந்த அடுக்கு போரோனீன் தாள்களை நிரூபித்தது..இது சோனோகெமிக்கல் தொகுப்பு மூலம் பெறப்பட்டு ஒரு சூப்பர் கேபாசிட்டர் மின்முனையாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.இருப்பினும், அணு அடுக்கு படிவு (ALD) போரானுக்கான கீழ்-மேல் தொகுப்பு முறைகளில் ஒன்றாகும்.மேனிக்ஸ் மற்றும் பலர்.9 போரான் அணுக்களை ஒரு அணு தூய வெள்ளி ஆதரவில் டெபாசிட் செய்தனர்.இந்த அணுகுமுறையானது அதி-தூய்மையான போரோனீனின் தாள்களைப் பெறுவதை சாத்தியமாக்குகிறது, இருப்பினும் கடுமையான செயல்முறை நிலைமைகள் (அதிக-உயர் வெற்றிடம்) காரணமாக ஆய்வக அளவிலான போரோனீனின் உற்பத்தி கடுமையாக மட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளது.எனவே, போரோனீனை உற்பத்தி செய்வதற்கான புதிய திறமையான உத்திகளை உருவாக்குவதும், வளர்ச்சி/அடுப்பு பொறிமுறையை விளக்குவதும், அதன் பிறகு பாலிமார்பிஸம், மின் மற்றும் வெப்ப பரிமாற்றம் போன்ற அதன் பண்புகளின் துல்லியமான கோட்பாட்டு பகுப்பாய்வு நடத்துவது மிகவும் முக்கியமானது.எச். லியு மற்றும் பலர்.10 Cu(111) அடி மூலக்கூறுகளில் போரான் வளர்ச்சியின் பொறிமுறையை விவாதித்து விளக்கியது.போரான் அணுக்கள் முக்கோண அலகுகளின் அடிப்படையில் 2D அடர்த்தியான கொத்துகளை உருவாக்க முனைகின்றன, மேலும் கொத்து அளவு அதிகரிக்கும் போது உருவாக்கும் ஆற்றல் சீராக குறைகிறது, இது செப்பு அடி மூலக்கூறுகளில் 2D போரான் கொத்துகள் காலவரையின்றி வளரக்கூடும் என்று கூறுகிறது.இரு பரிமாண போரான் தாள்களின் விரிவான பகுப்பாய்வு D. Li et al.11, பல்வேறு அடி மூலக்கூறுகள் விவரிக்கப்பட்டுள்ளன மற்றும் சாத்தியமான பயன்பாடுகள் விவாதிக்கப்படுகின்றன.கோட்பாட்டு கணக்கீடுகள் மற்றும் சோதனை முடிவுகளுக்கு இடையே சில முரண்பாடுகள் உள்ளன என்பது தெளிவாக சுட்டிக்காட்டப்படுகிறது.எனவே, போரான் வளர்ச்சியின் பண்புகள் மற்றும் வழிமுறைகளை முழுமையாக புரிந்து கொள்ள கோட்பாட்டு கணக்கீடுகள் தேவை.இந்த இலக்கை அடைவதற்கான ஒரு வழி, போரானை அகற்ற எளிய பிசின் டேப்பைப் பயன்படுத்துவதாகும், ஆனால் அடிப்படை பண்புகளை ஆராய்ந்து அதன் நடைமுறைப் பயன்பாட்டை மாற்றுவதற்கு இது மிகவும் சிறியதாக உள்ளது12.
மொத்தப் பொருட்களில் இருந்து 2டி பொருட்களை பொறியியலில் தோலுரிப்பதற்கான ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய வழி எலக்ட்ரோகெமிக்கல் பீலிங் ஆகும்.இங்கே மின்முனைகளில் ஒன்று மொத்தப் பொருளைக் கொண்டுள்ளது.பொதுவாக, மின்வேதியியல் முறைகளால் பொதுவாக உரிக்கப்பட்ட சேர்மங்கள் அதிக கடத்துத்திறன் கொண்டவை.அவை சுருக்கப்பட்ட குச்சிகள் அல்லது மாத்திரைகளாக கிடைக்கின்றன.அதிக மின் கடத்துத்திறன் காரணமாக கிராஃபைட்டை இந்த வழியில் வெற்றிகரமாக வெளியேற்ற முடியும்.ஆச்சி மற்றும் அவரது குழு14 கிராஃபைட் தண்டுகளை அழுத்தப்பட்ட கிராஃபைட்டாக மாற்றுவதன் மூலம் கிராஃபைட்டை வெற்றிகரமாக வெளியேற்றியுள்ளனர்.மற்ற பருமனான லேமினேட்டுகள் இதே முறையில் வெற்றிகரமாக வெளியேற்றப்படுகின்றன, எடுத்துக்காட்டாக, Janus15 எலக்ட்ரோகெமிக்கல் டிலாமினேஷனைப் பயன்படுத்தி.இதேபோல், அடுக்கு கருப்பு பாஸ்பரஸ் மின் வேதியியல் ரீதியாக அடுக்குப்படுத்தப்பட்டுள்ளது, பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தத்தின் காரணமாக அடுக்குகளுக்கு இடையில் உள்ள இடைவெளியில் அமில எலக்ட்ரோலைட் அயனிகள் பரவுகின்றன.துரதிர்ஷ்டவசமாக, மொத்தப் பொருளின் குறைந்த மின் கடத்துத்திறன் காரணமாக போரானை போரோபீனாக அடுக்கி வைப்பதற்கும் இதே அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்த முடியாது.ஆனால் ஒரு உலோக கண்ணியில் (நிக்கல்-நிக்கல் அல்லது செம்பு-தாமிரம்) தளர்வான போரான் தூள் சேர்க்கப்பட்டால் என்ன நடக்கும்?போரானின் கடத்துத்திறனைத் தூண்டுவது சாத்தியமா, இது மின்கடத்திகளின் அடுக்கு அமைப்பாக மேலும் மின்வேதியியல் ரீதியாகப் பிரிக்கப்படுமா?வளர்ந்த குறைந்த அடுக்கு போரோனீனின் கட்டம் என்ன?
இந்த ஆய்வில், இந்த கேள்விகளுக்கு நாங்கள் பதிலளிக்கிறோம் மற்றும் படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, மெல்லிய பர்ஸை உருவாக்குவதற்கான புதிய பொதுவான அணுகுமுறையை இந்த எளிய உத்தி வழங்குகிறது என்பதை நிரூபிக்கிறோம்.
லித்தியம் குளோரைடு (LiCl, 99.0%, CAS: 7447-41-8) மற்றும் போரான் தூள் (B, CAS: 7440-42-8) சிக்மா ஆல்ட்ரிச்சிலிருந்து (அமெரிக்கா) வாங்கப்பட்டது.சோடியம் சல்பேட் (Na2SO4, ≥ 99.0%, CAS: 7757-82-6) செம்பூரிலிருந்து (போலந்து) வழங்கப்படுகிறது.கார்பினெக்ஸிலிருந்து (போலந்து) டைமிதில் சல்பாக்சைடு (DMSO, CAS: 67-68-5) பயன்படுத்தப்பட்டது.
அணுசக்தி நுண்ணோக்கி (AFM MultiMode 8 (Bruker)) அடுக்குப் பொருளின் தடிமன் மற்றும் லட்டு அளவு பற்றிய தகவல்களை வழங்குகிறது.உயர் தெளிவுத்திறன் பரிமாற்ற எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (HR-TEM) 200 kV வேகமான மின்னழுத்தத்தில் FEI Tecnai F20 நுண்ணோக்கியைப் பயன்படுத்தி செய்யப்பட்டது.அணு உறிஞ்சும் நிறமாலை (ஏஏஎஸ்) பகுப்பாய்வு, ஹிட்டாச்சி ஜீமன் துருவப்படுத்தப்பட்ட அணு உறிஞ்சும் நிறமாலை மற்றும் ஒரு சுடர் நெபுலைசர் பயன்படுத்தி மின் வேதியியல் உரித்தல் போது கரைசலில் உலோக அயனிகள் இடம்பெயர்வதை தீர்மானிக்க.மொத்த போரானின் ஜீட்டா திறன் அளவிடப்பட்டு, மொத்த போரானின் மேற்பரப்பு திறனைக் கண்டறிய Zeta Sizer (ZS Nano ZEN 3600, Malvern) இல் மேற்கொள்ளப்பட்டது.மாதிரிகளின் மேற்பரப்பின் வேதியியல் கலவை மற்றும் ஒப்பீட்டு அணு சதவீதங்கள் எக்ஸ்ரே ஃபோட்டோ எலக்ட்ரான் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி (XPS) மூலம் ஆய்வு செய்யப்பட்டது.PREVAC அமைப்பில் (போலந்து) Mg Ka கதிர்வீச்சை (hν = 1253.6 eV) பயன்படுத்தி அளவீடுகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன, Scienta SES 2002 எலக்ட்ரான் ஆற்றல் பகுப்பாய்வி (ஸ்வீடன்) ஒரு நிலையான பரிமாற்ற ஆற்றலில் (Ep = 50 eV) இயங்குகிறது.பகுப்பாய்வு அறை 5×10-9 mbar க்குக் கீழே அழுத்தத்திற்கு வெளியேற்றப்படுகிறது.
பொதுவாக, 0.1 கிராம் ஃப்ரீ-பாயும் போரான் பவுடர் முதலில் ஒரு ஹைட்ராலிக் பிரஸ்ஸைப் பயன்படுத்தி உலோக மெஷ் டிஸ்கில் (நிக்கல் அல்லது செம்பு) அழுத்தப்படுகிறது.வட்டு 15 மிமீ விட்டம் கொண்டது.தயாரிக்கப்பட்ட வட்டுகள் மின்முனைகளாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.இரண்டு வகையான எலக்ட்ரோலைட்டுகள் பயன்படுத்தப்பட்டன: (i) DMSO இல் 1 M LiCl மற்றும் (ii) டீயோனைஸ்டு நீரில் 1 M Na2SO4.ஒரு பிளாட்டினம் கம்பி ஒரு துணை மின்முனையாக பயன்படுத்தப்பட்டது.பணிநிலையத்தின் திட்ட வரைபடம் படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. எலக்ட்ரோகெமிக்கல் ஸ்டிரிப்பிங்கில், ஒரு கொடுக்கப்பட்ட மின்னோட்டம் (1 A, 0.5 A, அல்லது 0.1 A) கேத்தோடு மற்றும் நேர்மின்முனைக்கு இடையில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.ஒவ்வொரு பரிசோதனையின் காலமும் 1 மணிநேரம்.அதன் பிறகு, சூப்பர்நேட்டண்ட் சேகரிக்கப்பட்டு, 5000 ஆர்பிஎம்மில் மையவிலக்கு செய்யப்பட்டு, டீயோனைஸ் செய்யப்பட்ட தண்ணீரில் பல முறை (3-5 முறை) கழுவப்பட்டது.
மின்முனைகளுக்கிடையேயான நேரம் மற்றும் தூரம் போன்ற பல்வேறு அளவுருக்கள், மின்வேதியியல் பிரிப்பின் இறுதி உற்பத்தியின் உருவ அமைப்பை பாதிக்கின்றன.எலக்ட்ரோலைட்டின் தாக்கம், பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னோட்டம் (1 A, 0.5 A மற்றும் 0.1 A; மின்னழுத்தம் 30 V) மற்றும் உலோக கட்டத்தின் வகை (தாக்கத்தின் அளவைப் பொறுத்து Ni) ஆகியவற்றை இங்கே ஆராய்வோம்.இரண்டு வெவ்வேறு எலக்ட்ரோலைட்டுகள் சோதிக்கப்பட்டன: (i) டைமிதில் சல்பாக்சைடில் (DMSO) 1 M லித்தியம் குளோரைடு (LiCl) மற்றும் (ii) டீயோனைஸ்டு (DI) நீரில் 1 M சோடியம் சல்பேட் (Na2SO4).முதலாவதாக, லித்தியம் கேஷன்கள் (Li+) போரானில் ஒன்றிணைக்கும், இது செயல்பாட்டில் எதிர்மறையான கட்டணத்துடன் தொடர்புடையது.பிந்தைய வழக்கில், சல்பேட் அயனி (SO42-) நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட போரானில் ஒன்றிணைக்கும்.
ஆரம்பத்தில், மேலே உள்ள எலக்ட்ரோலைட்டுகளின் செயல்பாடு 1 A மின்னோட்டத்தில் காட்டப்பட்டது. இந்த செயல்முறை முறையே இரண்டு வகையான உலோக கட்டங்களுடன் (Ni மற்றும் Cu) 1 மணிநேரம் எடுத்தது.படம் 2 விளைந்த பொருளின் அணுசக்தி நுண்ணோக்கி (AFM) படத்தைக் காட்டுகிறது, மேலும் அதனுடன் தொடர்புடைய உயர சுயவிவரம் படம் S1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.கூடுதலாக, ஒவ்வொரு பரிசோதனையிலும் செய்யப்பட்ட செதில்களின் உயரம் மற்றும் பரிமாணங்கள் அட்டவணை 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. வெளிப்படையாக, Na2SO4 ஐ எலக்ட்ரோலைட்டாகப் பயன்படுத்தும் போது, ​​செப்பு கட்டத்தைப் பயன்படுத்தும் போது செதில்களின் தடிமன் மிகவும் குறைவாக இருக்கும்.நிக்கல் கேரியரின் முன்னிலையில் உரிக்கப்படும் செதில்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​தடிமன் சுமார் 5 மடங்கு குறைகிறது.சுவாரஸ்யமாக, செதில்களின் அளவு விநியோகம் ஒத்திருந்தது.இருப்பினும், LiCl/DMSO இரண்டு உலோகக் கண்ணிகளைப் பயன்படுத்தி உரித்தல் செயல்பாட்டில் பயனுள்ளதாக இருந்தது, இதன் விளைவாக 5-15 அடுக்குகள் போரோசீன், மற்ற உரித்தல் திரவங்களைப் போலவே, போரோசீன்7,8 இன் பல அடுக்குகளை உருவாக்கியது.எனவே, மேலதிக ஆய்வுகள் இந்த எலக்ட்ரோலைட்டில் அடுக்கப்பட்ட மாதிரிகளின் விரிவான கட்டமைப்பை வெளிப்படுத்தும்.
A Cu_Li+_1 A, B Cu_SO42−_1 A, C Ni_Li+_1 A, மற்றும் D Ni_SO42−_1 A ஆக மின்வேதியியல் நீக்கத்திற்குப் பிறகு போரோசின் தாள்களின் AFM படங்கள்.
டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோபி (TEM) ஐப் பயன்படுத்தி பகுப்பாய்வு மேற்கொள்ளப்பட்டது.படம் 3 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, போரானின் மொத்த அமைப்பு படிகமானது, போரான் மற்றும் அடுக்கு போரான் இரண்டின் TEM படங்களும், அதனுடன் தொடர்புடைய ஃபாஸ்ட் ஃபோரியர் டிரான்ஸ்ஃபார்ம் (FFT) மற்றும் அடுத்தடுத்த தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பகுதி எலக்ட்ரான் டிஃப்ராக்ஷன் (SAED) வடிவங்களும் சாட்சியமளிக்கின்றன.டிலிமினேஷன் செயல்முறைக்குப் பிறகு மாதிரிகளுக்கு இடையிலான முக்கிய வேறுபாடுகள் TEM படங்களில் எளிதாகக் காணப்படுகின்றன, அங்கு d-இடைவெளிகள் கூர்மையாகவும், தூரங்கள் மிகக் குறைவாகவும் இருக்கும் (0.35–0.9 nm; அட்டவணை S2).செப்பு கண்ணியில் புனையப்பட்ட மாதிரிகள் போரான்8 இன் β-ரோம்போஹெட்ரல் கட்டமைப்புடன் பொருந்தியிருந்தாலும், மாதிரிகள் நிக்கலைப் பயன்படுத்தி புனையப்பட்டது.கண்ணிலட்டு அளவுருக்களின் கோட்பாட்டு கணிப்புகளுடன் பொருந்தியது: β12 மற்றும் χ317.இது போரோசீனின் அமைப்பு படிகமானது என்பதை நிரூபித்தது, ஆனால் தடிமன் மற்றும் படிக அமைப்பு உரித்தல் மூலம் மாறியது.இருப்பினும், விளைந்த போரின் படிகத்தன்மையில் பயன்படுத்தப்படும் கட்டத்தின் (Cu அல்லது Ni) சார்பை இது தெளிவாகக் காட்டுகிறது.Cu அல்லது Ni க்கு, இது முறையே ஒற்றை-படிக அல்லது பாலிகிரிஸ்டலின் இருக்க முடியும்.பிற உரித்தல் நுட்பங்களிலும் படிக மாற்றங்கள் கண்டறியப்பட்டுள்ளன18,19.எங்கள் விஷயத்தில், படி d மற்றும் இறுதி அமைப்பு பயன்படுத்தப்படும் கட்டத்தின் வகையைப் பொறுத்தது (Ni, Cu).SAED வடிவங்களில் குறிப்பிடத்தக்க மாறுபாடுகளைக் காணலாம், இது எங்கள் முறை மிகவும் சீரான படிக கட்டமைப்புகளை உருவாக்க வழிவகுக்கிறது என்று பரிந்துரைக்கிறது.கூடுதலாக, தனிம மேப்பிங் (EDX) மற்றும் STEM இமேஜிங் புனையப்பட்ட 2D பொருள் போரான் (படம். S5) என்ற தனிமத்தைக் கொண்டுள்ளது என்பதை நிரூபித்தது.இருப்பினும், கட்டமைப்பைப் பற்றிய ஆழமான புரிதலுக்கு, செயற்கை போரோபீன்களின் பண்புகள் பற்றிய கூடுதல் ஆய்வுகள் தேவை.குறிப்பாக, துளையிடும் விளிம்புகளின் பகுப்பாய்வு தொடரப்பட வேண்டும், ஏனெனில் அவை பொருளின் நிலைத்தன்மை மற்றும் அதன் வினையூக்க செயல்திறனில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன20,21,22.
மொத்த போரான் A, B Cu_Li+_1 A மற்றும் C Ni_Li+_1 A ஆகியவற்றின் TEM படங்கள் மற்றும் தொடர்புடைய SAED வடிவங்கள் (A', B', C');TEM படத்திற்கு வேகமாக ஃபோரியர் உருமாற்றம் (FFT) செருகல்.
X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) துளை மாதிரிகளின் ஆக்சிஜனேற்றத்தின் அளவை தீர்மானிக்க செய்யப்பட்டது.போரோபீன் மாதிரிகளை சூடாக்கும் போது, ​​போரான்-போரான் விகிதம் 6.97% இலிருந்து 28.13% ஆக அதிகரித்தது (அட்டவணை S3).இதற்கிடையில், போரான் சபாக்சைடு (BO) பிணைப்புகளின் குறைப்பு முக்கியமாக மேற்பரப்பு ஆக்சைடுகளைப் பிரிப்பதாலும், போரான் சபாக்சைடை B2O3 ஆக மாற்றுவதாலும் ஏற்படுகிறது, இது மாதிரிகளில் B2O3 இன் அதிகரித்த அளவு சுட்டிக்காட்டப்படுகிறது.அத்திப்பழத்தில்.போரான் மற்றும் ஆக்சைடு தனிமங்களின் பிணைப்பு விகிதத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களை S8 காட்டுகிறது.ஒட்டுமொத்த ஸ்பெக்ட்ரம் படம் காட்டப்பட்டுள்ளது.S7.போரோனீன் மேற்பரப்பில் ஆக்சிஜனேற்றம் அடைந்தது போரான்:ஆக்சைடு விகிதத்தில் 1:1 சூடுபடுத்துவதற்கு முன் மற்றும் 1.5:1 வெப்பத்திற்குப் பிறகு சோதனைகள் காட்டுகின்றன.XPS பற்றிய விரிவான விளக்கத்திற்கு, துணைத் தகவலைப் பார்க்கவும்.
மின் வேதியியல் பிரிவின் போது மின்முனைகளுக்கு இடையில் பயன்படுத்தப்படும் மின்னோட்டத்தின் விளைவை சோதிக்க அடுத்தடுத்த சோதனைகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன.சோதனைகள் முறையே LiCl/DMSO இல் 0.5 A மற்றும் 0.1 A மின்னோட்டங்களில் மேற்கொள்ளப்பட்டன.AFM ஆய்வுகளின் முடிவுகள் படம் 4 இல் காட்டப்பட்டுள்ளன, மேலும் அதனுடன் தொடர்புடைய உயர சுயவிவரங்கள் படம் காட்டப்பட்டுள்ளன.S2 மற்றும் S3.ஒரு போரோபீன் மோனோலேயரின் தடிமன் சுமார் 0.4 nm, 12,23 சோதனைகளில் 0.5 A மற்றும் ஒரு செப்பு கட்டம் இருப்பதைக் கருத்தில் கொண்டு, மெல்லிய செதில்கள் 5-11 போரோபீன் அடுக்குகளுடன் 0.6-2.5 μm பக்கவாட்டு பரிமாணங்களுடன் ஒத்திருக்கும்.கூடுதலாக, சோதனைகளில்நிக்கல்கட்டங்கள், மிகச்சிறிய தடிமன் விநியோகம் (4.82–5.27 nm) கொண்ட செதில்கள் பெறப்பட்டன.சுவாரஸ்யமாக, சோனோகெமிக்கல் முறைகள் மூலம் பெறப்பட்ட போரான் செதில்கள் 1.32–2.32 nm7 அல்லது 1.8–4.7 nm8 வரம்பில் ஒத்த செதில் அளவுகளைக் கொண்டுள்ளன.கூடுதலாக, ஆச்சி மற்றும் பலர் முன்மொழியப்பட்ட கிராபெனின் மின்வேதியியல் உரித்தல்.14 பெரிய செதில்களாக (>30 µm) விளைவித்தது, இது தொடக்கப் பொருளின் அளவோடு தொடர்புடையதாக இருக்கலாம்.இருப்பினும், கிராபெனின் செதில்கள் 2-7 nm தடிமன் கொண்டவை.பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னோட்டத்தை 1 A இலிருந்து 0.1 A ஆகக் குறைப்பதன் மூலம் அதிக சீரான அளவு மற்றும் உயரத்தின் செதில்களைப் பெறலாம். எனவே, 2D பொருட்களின் இந்த முக்கிய அமைப்பு அளவுருவைக் கட்டுப்படுத்துவது ஒரு எளிய உத்தி.0.1 ஏ மின்னோட்டத்துடன் நிக்கல் கட்டத்தின் மீது மேற்கொள்ளப்பட்ட சோதனைகள் வெற்றியடையவில்லை என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்.இது தாமிரத்துடன் ஒப்பிடும்போது நிக்கலின் குறைந்த மின் கடத்துத்திறன் மற்றும் போரோபீனை உருவாக்க போதுமான ஆற்றல் இல்லாததால் ஏற்படுகிறது.Cu_Li+_0.5 A, Cu_Li+_0.1 A, Cu_SO42-_1 A, Ni_Li-_0.5 A மற்றும் Ni_SO42-_1 A ஆகியவற்றின் TEM பகுப்பாய்வு முறையே படம் S3 மற்றும் படம் S4 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
AFM இமேஜிங்கைத் தொடர்ந்து மின்வேதியியல் நீக்கம்.(A) Cu_Li+_1A, (B) Cu_Li+_0.5A, (C) Cu_Li+_0.1A, (D) Ni_Li+_1A, (E) Ni_Li+_0.5A.
இங்கே நாம் ஒரு மொத்த துரப்பணத்தை மெல்லிய-அடுக்கு பயிற்சிகளாக (படம் 5) அடுக்குவதற்கான சாத்தியமான பொறிமுறையையும் முன்மொழிகிறோம்.ஆரம்பத்தில், மின்முனையில் கடத்தலைத் தூண்டுவதற்காக மொத்த பர் Cu/Ni கட்டத்தில் அழுத்தப்பட்டது, இது துணை மின்முனைக்கும் (Pt கம்பி) மற்றும் வேலை செய்யும் மின்முனைக்கும் இடையே ஒரு மின்னழுத்தத்தை வெற்றிகரமாகப் பயன்படுத்தியது.இது அயனிகளை எலக்ட்ரோலைட் வழியாக நகர்த்த அனுமதிக்கிறது மற்றும் பயன்படுத்தப்படும் எலக்ட்ரோலைட்டைப் பொறுத்து கேத்தோடு/அனோட் பொருளில் உட்பொதிக்கப்படுகிறது.இந்த செயல்பாட்டின் போது உலோக கண்ணியிலிருந்து அயனிகள் எதுவும் வெளியிடப்படவில்லை என்பதை AAS பகுப்பாய்வு நிரூபித்தது (துணைத் தகவலைப் பார்க்கவும்).எலக்ட்ரோலைட்டிலிருந்து அயனிகள் மட்டுமே போரான் கட்டமைப்பிற்குள் ஊடுருவ முடியும் என்பதைக் காட்டியது.இந்த செயல்பாட்டில் பயன்படுத்தப்படும் மொத்த வணிக போரான், முதன்மை செல் அலகுகளின் சீரற்ற விநியோகத்தின் காரணமாக, "உருவமற்ற போரான்" என்று குறிப்பிடப்படுகிறது, ஐகோசஹெட்ரல் B12, இது 1000 ° C க்கு வெப்பப்படுத்தப்பட்டு வரிசைப்படுத்தப்பட்ட β-ரோம்போஹெட்ரல் அமைப்பை உருவாக்குகிறது (படம். S6) 25 .தரவுகளின்படி, லித்தியம் கேஷன்கள் முதல் கட்டத்தில் போரான் கட்டமைப்பில் எளிதில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டு B12 பேட்டரியின் துண்டுகளை கிழித்து, இறுதியில் β-ரோம்போஹெட்ரா, β12 அல்லது χ3 போன்ற உயர் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட கட்டமைப்பைக் கொண்ட இரு பரிமாண போரோனீன் கட்டமைப்பை உருவாக்குகிறது. , பயன்படுத்தப்படும் மின்னோட்டத்தைப் பொறுத்துகண்ணிபொருள்.Li+ க்கு மொத்த போரானுடன் உள்ள தொடர்பையும், நீக்குதல் செயல்பாட்டில் அதன் முக்கிய பங்கையும் வெளிப்படுத்த, அதன் ஜீட்டா திறன் (ZP) -38 ± 3.5 mV ஆக அளவிடப்பட்டது (துணைத் தகவலைப் பார்க்கவும்) .மொத்த போரானுக்கான எதிர்மறை ZP மதிப்பு, இந்த ஆய்வில் பயன்படுத்தப்படும் (SO42- போன்றவை) மற்ற அயனிகளை விட நேர்மறை லித்தியம் கேஷன்களின் இடைக்கணிப்பு மிகவும் திறமையானது என்பதைக் குறிக்கிறது.இது போரான் கட்டமைப்பில் Li+ இன் மிகவும் திறமையான ஊடுருவலை விளக்குகிறது, இதன் விளைவாக மிகவும் திறமையான மின்வேதியியல் நீக்கம் ஏற்படுகிறது.
எனவே, Li+/DMSO மற்றும் SO42-/H2O தீர்வுகளில் Cu/Ni கட்டங்களைப் பயன்படுத்தி போரானின் மின்வேதியியல் அடுக்கு மூலம் குறைந்த அடுக்கு போரான்களைப் பெறுவதற்கான புதிய முறையை நாங்கள் உருவாக்கியுள்ளோம்.பயன்படுத்தப்படும் மின்னோட்டம் மற்றும் பயன்படுத்தப்படும் கட்டத்தைப் பொறுத்து இது வெவ்வேறு நிலைகளில் வெளியீட்டைக் கொடுப்பதாகவும் தெரிகிறது.உரித்தல் செயல்முறையின் பொறிமுறையும் முன்மொழியப்பட்டு விவாதிக்கப்படுகிறது.ஒரு போரான் கேரியராக பொருத்தமான உலோகக் கண்ணியைத் தேர்ந்தெடுத்து, பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னோட்டத்தை மேம்படுத்துவதன் மூலம் தரக் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட குறைந்த-அடுக்கு போரோனீனை எளிதாக உற்பத்தி செய்ய முடியும், இது அடிப்படை ஆராய்ச்சி அல்லது நடைமுறை பயன்பாடுகளில் மேலும் பயன்படுத்தப்படலாம்.மிக முக்கியமாக, இது போரானின் மின் வேதியியல் அடுக்கின் முதல் வெற்றிகரமான முயற்சியாகும்.இந்த பாதை பொதுவாக கடத்துத்திறன் அல்லாத பொருட்களை இரு பரிமாண வடிவங்களில் வெளியேற்ற பயன்படும் என்று நம்பப்படுகிறது.இருப்பினும், ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட குறைந்த-அடுக்கு பர்ஸின் கட்டமைப்பு மற்றும் பண்புகள் பற்றிய சிறந்த புரிதல் மற்றும் கூடுதல் ஆராய்ச்சி தேவை.
தற்போதைய ஆய்வின் போது உருவாக்கப்பட்ட மற்றும்/அல்லது பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்ட தரவுத்தொகுப்புகள் RepOD களஞ்சியமான https://doi.org/10.18150/X5LWAN இல் கிடைக்கின்றன.
தேசாய், ஜேஏ, அதிகாரி, என். மற்றும் கவுல், ஏபி செமிகண்டக்டர் டபிள்யூஎஸ்2 பீல் ரசாயனத் திறன் மற்றும் அதன் பயன்பாடு கூடுதலாக புனையப்பட்ட கிராபென்-டபிள்யூஎஸ்2-கிராபெனின் ஹெட்டோரோஸ்ட்ரக்சர்டு ஃபோட்டோடியோட்களில்.RSC அட்வான்ஸ் 9, 25805–25816.https://doi.org/10.1039/C9RA03644J (2019).
லி, எல். மற்றும் பலர்.மின்சார புலத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ் MoS2 நீக்கம்.ஜே. அலாய்ஸ்.ஒப்பிடு.862, 158551. https://doi.org/10.1016/J.JALLCOM.2020.158551 (2021).
சென், எக்ஸ். மற்றும் பலர்.அறை வெப்பநிலையில் உயர்-செயல்திறன் NO2 எரிவாயு சென்சாருக்கான திரவ-கட்ட அடுக்கு 2D MoSe2 நானோஷீட்கள்.நானோ தொழில்நுட்பம் 30, 445503. https://doi.org/10.1088/1361-6528/AB35EC (2019).
யுவான், எல். மற்றும் பலர்.பெரிய அளவிலான 2D பொருட்களின் தரமான மெக்கானிக்கல் டிலாமினேஷனுக்கான நம்பகமான முறை.AIP அட்வான்ஸ்கள் 6, 125201. https://doi.org/10.1063/1.4967967 (2016).
ஓ, எம். மற்றும் பலர்.போரானின் தோற்றம் மற்றும் பரிணாமம்.மேம்பட்ட அறிவியல்.8, 2001 801. https://doi.org/10.1002/ADVS.202001801 (2021).
ரஞ்சன், பி. மற்றும் பலர்.தனிப்பட்ட ஹாரோக்கள் மற்றும் அவற்றின் கலப்பினங்கள்.மேம்பட்ட அல்மா மேட்டர்.31:1-8.https://doi.org/10.1002/adma.201900353 (2019).
லின், எச். மற்றும் பலர்.லித்தியம்-சல்பர் மின்கலங்களுக்கு திறமையான எலக்ட்ரோகேடலிஸ்ட்களாக β12-போரின் ஆஃப்-கிரிட் லோ-லேயர் சிங்கிள் செதில்களின் பெரிய அளவிலான உற்பத்தி.SAU நானோ 15, 17327–17336.https://doi.org/10.1021/acsnano.1c04961 (2021).
லீ, எச். மற்றும் பலர்.குறைந்த அடுக்கு போரான் தாள்களின் பெரிய அளவிலான உற்பத்தி மற்றும் திரவ நிலை பிரிப்பதன் மூலம் அவற்றின் சிறந்த சூப்பர் கொள்ளளவு செயல்திறன்.SAU நானோ 12, 1262–1272.https://doi.org/10.1021/acsnano.7b07444 (2018).
மேனிக்ஸ், ஏஜே போரான் தொகுப்பு: அனிசோட்ரோபிக் இரு பரிமாண போரான் பாலிமார்ப்ஸ்.அறிவியல் 350 (2015), 1513-1516.https://doi.org/10.1126/science.aad1080 (1979).
லியு எச்., காவோ ஜே., மற்றும் ஜாவோ ஜேஅறிவியல்.அறிக்கை 3, 1–9.https://doi.org/10.1038/srep03238 (2013).
லீ, டி. மற்றும் பலர்.இரு பரிமாண போரான் தாள்கள்: கட்டமைப்பு, வளர்ச்சி, மின்னணு மற்றும் வெப்ப போக்குவரத்து பண்புகள்.விரிவாக்கப்பட்ட திறன்கள்.அல்மா மேட்டர்.30, 1904349. https://doi.org/10.1002/adfm.201904349 (2020).
சாஹல், எஸ். மற்றும் பலர்.மைக்ரோமெக்கானிக்ஸ் மூலம் போரன் எக்ஸ்ஃபோலியேட்ஸ்.மேம்பட்ட அல்மா மேட்டர்.2102039(33), 1-13.https://doi.org/10.1002/adma.202102039 (2021).
லியு, எஃப். மற்றும் பலர்.எலக்ட்ரோகெமிக்கல் எக்ஸ்ஃபோலியேஷன் மூலம் கிராபெனின் பொருட்களின் தொகுப்பு: சமீபத்திய முன்னேற்றம் மற்றும் எதிர்கால சாத்தியம்.கார்பன் ஆற்றல் 1, 173–199.https://doi.org/10.1002/CEY2.14 (2019).
ஆச்சி, டிஎஸ் மற்றும் பலர்.மின்வேதியியல் அடுக்கைப் பயன்படுத்தி சுருக்கப்பட்ட கிராஃபைட்டிலிருந்து தயாரிக்கப்படும் அளவிடக்கூடிய, அதிக மகசூல் கொண்ட கிராபெனின் நானோஷீட்கள்.அறிவியல்.அறிக்கை 8(1), 8. https://doi.org/10.1038/s41598-018-32741-3 (2018).
ஃபாங், ஒய். மற்றும் பலர்.இரு பரிமாண பொருட்களின் ஜானஸ் மின் வேதியியல் நீக்கம்.ஜே. அல்மா மேட்டர்.இரசாயனம்.ஏ. 7, 25691–25711.https://doi.org/10.1039/c9ta10487a (2019).
அம்ப்ரோசி ஏ., சோஃபர் இசட். மற்றும் புமேரா எம். அடுக்கு கருப்பு பாஸ்பரஸின் எலக்ட்ரோகெமிக்கல் டிலாமினேஷன் பாஸ்போரின்.ஆங்கி.இரசாயனம்.129, 10579–10581.https://doi.org/10.1002/ange.201705071 (2017).
ஃபெங், பி. மற்றும் பலர்.இரு பரிமாண போரான் தாளின் சோதனைச் செயலாக்கம்.தேசிய இரசாயனம்.8, 563–568.https://doi.org/10.1038/nchem.2491 (2016).
Xie Z. மற்றும் பலர்.இரு பரிமாண போரோனீன்: பண்புகள், தயாரிப்பு மற்றும் நம்பிக்கைக்குரிய பயன்பாடுகள்.ஆராய்ச்சி 2020, 1-23.https://doi.org/10.34133/2020/2624617 (2020).
ஜீ, எக்ஸ். மற்றும் பலர்.பட-வழிகாட்டப்பட்ட மல்டிமாடல் புற்றுநோய் சிகிச்சைக்கான அதி-மெல்லிய இரு பரிமாண போரான் நானோஷீட்களின் நாவல் டாப்-டவுன் தொகுப்பு.மேம்பட்ட அல்மா மேட்டர்.30, 1803031. https://doi.org/10.1002/ADMA.201803031 (2018).
Chang, Y., Zhai, P., Hou, J., Zhao, J., மற்றும் Gao, J. சுப்பீரியர் ஹெர் மற்றும் OER செலினியம் காலியிடங்களின் வினையூக்க செயல்திறன் குறைபாடு-பொறியியல் PtSe 2: உருவகப்படுத்துதல் முதல் பரிசோதனை வரை.மேம்பட்ட ஆற்றலின் அல்மா மேட்டர்.12, 2102359. https://doi.org/10.1002/aenm.202102359 (2022).
லி, எஸ். மற்றும் பலர்.தனித்துவமான விளிம்பு புனரமைப்பு மூலம் பாஸ்போரின் நானோரிபன்களின் விளிம்பு மின்னணு மற்றும் ஃபோனான் நிலைகளை நீக்குதல்.18 வயது இளையவர், 2105130. https://doi.org/10.1002/smll.202105130 (2022).
ஜாங், யூ, மற்றும் பலர்.சுருக்கப்பட்ட α-கட்ட மோனோலேயர்களின் யுனிவர்சல் ஜிக்ஜாக் புனரமைப்பு மற்றும் அவற்றின் விளைவாக வலுவான விண்வெளி சார்ஜ் பிரிப்பு.நானோலெட்.21, 8095–8102.https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c02461 (2021).
லீ, டபிள்யூ. மற்றும் பலர்.தேன்கூடு போரோனீனை சோதனை முறையில் செயல்படுத்துதல்.அறிவியல்.காளை.63, 282-286.https://doi.org/10.1016/J.SCIB.2018.02.006 (2018).
தஹேரியன், ஆர். கடத்துத்திறன் கோட்பாடு, கடத்துத்திறன்.பாலிமர் அடிப்படையிலான கலவைகளில்: பரிசோதனைகள், மாடலிங் மற்றும் பயன்பாடுகள் (கௌசர், ஏ. எட்.) 1–18 (எல்சேவியர், ஆம்ஸ்டர்டாம், 2019).https://doi.org/10.1016/B978-0-12-812541-0.00001-X.
Gillespie, JS, Talley, P., Line, LE, Overman, KD, Synthesis, B., Kohn, JAWF, Nye, GK, Gole, E., Laubengayer, V., Hurd, DT, Newkirk, AE, Hoard, ஜேஎல், ஜான்ஸ்டன், எச்எல்என், ஹெர்ஷ், ஈசி கெர், ஜே., ரோசினி, எஃப்டி, வாக்மேன், டிடி, எவன்ஸ், டபிள்யூஎச், லெவின், எஸ்., ஜாஃபி, ஐ. நியூகிர்க் மற்றும் போரேன்ஸ்.கூட்டு.வேதியியல்சர்.65, 1112. https://pubs.acs.org/sharingguidelines (ஜனவரி 21, 2022).
இந்த ஆய்வுக்கு தேசிய அறிவியல் மையம் (போலந்து) மானியம் எண்.OPUS21 (2021/41/B/ST5/03279).
நிக்கல் கம்பி வலை என்பது ஒரு வகை தொழில்துறை கம்பிதுணிநிக்கல் கம்பியில் இருந்து தயாரிக்கப்படுகிறது.இது அதன் ஆயுள், மின் கடத்துத்திறன் மற்றும் அரிப்பு மற்றும் துருவுக்கு எதிர்ப்பு ஆகியவற்றால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது.அதன் தனித்துவமான பண்புகள் காரணமாக, விண்வெளி, இரசாயன மற்றும் உணவு பதப்படுத்துதல் போன்ற தொழில்களில் வடிகட்டுதல், சல்லடை மற்றும் பிரித்தல் போன்ற பயன்பாடுகளில் நிக்கல் கம்பி வலை பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.இது பல்வேறு தேவைகளுக்கு ஏற்ப கண்ணி அளவுகள் மற்றும் கம்பி விட்டம் வரம்பில் கிடைக்கிறது.