東南大學(xué)：研發(fā)有序介孔TMDs/MOs半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)室溫NO2傳感

二維過渡金屬硫族化合物（TMDs）半導(dǎo)體材料因其可調(diào)的帶隙和高效的載流子輸運而被廣泛應(yīng)用于界面反應(yīng)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(xué)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(jié)構(gòu)兩親性嵌段共聚物/多金屬氧酸鹽簇（BCPs/POMs）納米復(fù)合材料，來構(gòu)建有序介孔TMDs/金屬氧化物（OM-TMDs/MOs）半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，具有高比表面積、大孔徑和異質(zhì)結(jié)構(gòu)框架中豐富的活性邊緣位點?；贠M-WS2/WO3的化學(xué)電阻式氣體傳感器在室溫下表現(xiàn)出優(yōu)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(yīng)速度（6 s）。理論研究表明，WS2/WO3異質(zhì)結(jié)構(gòu)和WS2邊緣位點對NO2分子的強(qiáng)吸附能力以及它們之間的高電荷轉(zhuǎn)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策略，在電子器件、催化、儲能和轉(zhuǎn)化等各種應(yīng)用中顯示出巨大的潛力 。

成果發(fā)表于Small Structures (IF=13.9), 第一作者是東南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院2022級碩士李振良。

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https://doi.org/10.1002/sstr.202400376

圖1.（a）通過BCPs和POMs團(tuán)簇的共組裝結(jié)合TAC工藝合成有序介孔TMDs/MOs異質(zhì)結(jié)構(gòu)的示意圖，（b）TAC工藝圖。

圖2.有序介孔WS2/WO3的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)表征。

圖4.OM-WS2/WO3在室溫下的氣敏性能。

圖5.氣敏機(jī)理研究。

圖6.通過BCPs和POMs的共組裝合成OM-TMDs/MOs異質(zhì)結(jié)構(gòu)的普適性。

來源：材料科學(xué)與工程

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