ДИСУЛЬФИД МОЛИБДЕНА (MoS2)

Дисульфид молибдена (MoS2) используется в качестве сухой смазки и присадки к смазочным материалам.
Дисульфид молибдена (MoS2) используется в качестве катализатора гидрирования.
Дисульфид молибдена (MoS2) является одним из наиболее широко используемых смазочных материалов в космических системах.

Номер CAS: 1317-33-5
Номер ЕС: 215-172-4
Номер MDL: MFCD00003470
Химическая формула: MoS2

СИНОНИМЫ:
Дисульфид молибдена, сульфид молибдена(IV), ДИСУЛЬФИД МОЛИБДЕНА, сульфид молибдена(IV), 1317-33-5, Молибденит, дисульфид молибдена, 1309-56-4,
Молибденит (MoS2), сульфид молибдена (MoS2), бис(сульфанилиден)молибден, пигмент черный 34, ZC8B4P503V, MFCD00003470, молисульфид, Molykote, Motimol,
Nichimoly C, Sumipowder PA, Molykote Z, Molyke R, T-Powder, Moly Powder B, Moly Powder C, Moly Powder PA, Moly Powder PS, Mopol M, Mopol S, Природный молибденит, 56780-54-2, Бисульфид молибдена, M 5 (смазка), Liqui-Moly LM 2, Solvest 390A, DM 1 (сульфид), Liqui-Moly LM 11, MoS2, Molycolloid CF 626, LM 13 (смазка), MD 40 (смазка), Микропорошок Molykote, Руды молибдена, молибденит, 863767-83-3, DAG-V 657, HSDB 1660, DAG 206, DAG 325, LM 13,
MD 40, EINECS 215-172-4, EINECS 215-263-9, UNII-ZC8B4P503V, CI 77770, дисульфидомолибден, starbld0007122, [MoS2], сульфид молибдена (IV), порошок, CHEBI:30704, ДИСУЛЬФИД МОЛИБДЕНА [MI], DTXSID201318098, сульфид молибдена (IV), 95,0%, ДИСУЛЬФИД МОЛИБДЕНА [HSDB], AKOS015903590, молибденит Хендерсона, NIST RM 8599, дисульфид молибдена, кристалл, 99,995%, FT-0628966, NS00112647, Сульфид молибдена(IV), порошок, <2 мкм, 99%, Q424257, Молибденит, природный минерал, зерна, приблизительно 0,06-0,19 дюйма, Сульфид молибдена(IV), нанопорошок, диаметр 90 нм (APS), 99% на основе следовых металлов, dag325, дисульфидмолибдена, сульфид молибдена(mos2), СУЛЬФИД МОЛИБДЕНА(IV)ПОРОШОК ЭКСТРАПУ&, СУЛЬФИД МОЛИБДЕНА(IV)ChemicalbookDE,ПОРОШОК,<2 МИКРОН,99%, СУЛЬФИД МОЛИБДЕНА(IV),ПОРОШОК, Дисульфид молибденаПорошок, сульфид молибдена(IV),98,50%, mos2, СУЛЬФИД МОЛИБДЕНА, dag325, molykote, МОЛИБДЕНИТ, Молибдендисульфид, дисульфид молибдена, СУЛЬФИД МОЛИБДЕНА(IV), сульфид молибдена(mos2), мополм, сульфид молибдена(IV), молибденит, моликот, сероводород; молибден, дисульфид молибдена, Molykote, бис(сульфанилиден)молибден, молисульфид, Nichimoly C, Sumipowder PA, Molykote Z, дисульфанилиденмолибден, дитиоксомолибден, сульфид молибдена, дисульфид молибдена, сульфид молибдена(IV), дисульфид молибдена, сульфид молибдена(IV), ДИСУЛЬФИД МОЛИБДЕНА, сульфид молибдена(IV), 1317-33-5, молибденит, дисульфид молибдена, 1309-56-4, молибденит (MoS2), сульфид молибдена (MoS2), бис(сульфанилиден)молибден, пигмент черный 34, ZC8B4P503V, MFCD00003470, Molysulfide, Molykote, Motimol, Nichimoly C, Sumipowder PA, Molykote Z, Molyke R, T-Powder, Moly Powder B, Moly Powder C, Moly Powder PA, Moly Powder PS, Mopol M, Mopol S, Природный молибденит, 56780-54-2, Бисульфид молибдена, M 5 (смазка), Liqui-Moly LM 2, Solvest 390A, DM 1 (сульфид), Liqui-Moly LM 11, MoS2, Molycolloid CF 626, LM 13 (смазка), MD 40 (смазка), Микроразмерный порошок Molykote, Молибденовые руды, молибденит, 863767-83-3, DAG-V 657, HSDB 1660, DAG 206, DAG 325, LM 13, MD 40, EINECS 215-172-4, EINECS 215-263-9, UNII-ZC8B4P503V, CI 77770, дисульфидомолибден, starbld0007122, [MoS2], сульфид молибдена (IV), порошок, CHEBI:30704, ДИСУЛЬФИД МОЛИБДЕНА [MI], DTXSID201318098, сульфид молибдена (IV), 95,0%, ДИСУЛЬФИД МОЛИБДЕНА [HSDB], AKOS015903590, молибденит Хендерсона, NIST RM 8599, дисульфид молибдена, кристалл, 99,995%, FT-0628966, NS00112647, сульфид молибдена (IV), порошок, <2 мкм, 99%, Q424257, молибденит, природный минерал, зерна, приблизительно 0,06-0,19 дюйма, сульфид молибдена (IV), нанопорошок, диаметр 90 нм (APS), 99% на основе следовых металлов, dag325, дисульфидмолибдена, сульфид молибдена (mos2), СУЛЬФИД МОЛИБДЕНА (IV)ПОРОШОК ЭКСТРАПУ&, СУЛЬФИД МОЛИБДЕНА (IV)ChemicalbookDE,ПОРОШОК,<2МИКРОН,99%, СУЛЬФИД МОЛИБДЕНА (IV),ПОРОШОК, Дисульфид молибденаПорошок, сульфид молибдена (IV),98,50%, mos2, СУЛЬФИД МОЛИБДЕНА, dag325, molykote, МОЛИБДЕНИТ, молибдендисульфид, дисульфид молибдена, СУЛЬФИД МОЛИБДЕНА(IV), молибденсульфид(mos2), mopolm, сульфид молибдена(IV), молибденит, Molykote, сероводород; молибден, дисульфид молибдена, Molykote, бис(сульфанилиден)молибден, молисульфид, Nichimoly C, Sumipowder PA, Molykote Z, дисульфанилиденмолибден, дитиоксомолибден, mos2, СУЛЬФИД МОЛИБДЕНА, dag325, molykote, МОЛИБДЕНИТ, молибдендисульфид, дисульфид молибдена, СУЛЬФИД МОЛИБДЕНА(IV), молибденсульфид(mos2),

Дисульфид молибдена (MoS2) [сульфид молибдена(IV), MoS2] — неорганическое соединение, встречающееся в природе в виде минерала молибденита.
Кристаллы дисульфида молибдена (MoS2) имеют гексагональную слоистую структуру (показана), похожую на графит.
В 1957 году Рональд Э. Белл и Роберт Э. Херферт из ныне несуществующей компании Climax Molybdenum Company of Michigan (Энн-Арбор) подготовили то, что на тот момент было новой ромбоэдрической кристаллической формой дисульфида молибдена (MoS2).

Впоследствии в природе были обнаружены ромбоэдрические кристаллы.
Как и большинство минеральных солей, дисульфид молибдена (MoS2) имеет высокую температуру плавления, но начинает возгоняться при относительно низкой температуре 450 ºC.
Это свойство полезно для очистки дисульфида молибдена (MoS2).

Благодаря своей слоистой структуре гексагональный дисульфид молибдена (MoS2), как и графит, является превосходной «сухой» смазкой.
Дисульфид молибдена (MoS2) и его родственник дисульфид вольфрама могут использоваться в качестве поверхностных покрытий на деталях машин (например, в аэрокосмической промышленности), в двухтактных двигателях (типа тех, что используются в мотоциклах) и в стволах оружия (для уменьшения трения между пулей и стволом).

В отличие от графита, смазочные свойства дисульфида молибдена (MoS2) не зависят от адсорбированной воды или других паров.
Дисульфид молибдена (MoS2) может использоваться при температурах до 350 ºC в окислительных средах и до 1100 ºC в неокисляющих средах.
Благодаря своей стабильности дисульфид молибдена (MoS2) полезен в высокотемпературных применениях, где масла и смазки нецелесообразны.

Помимо своих смазочных свойств, дисульфид молибдена (MoS2) является полупроводником.
Известно также, что дисульфид молибдена (MoS2) и другие полупроводниковые халькогениды переходных металлов становятся сверхпроводниками на своих поверхностях при легировании электростатическим полем.

Механизм сверхпроводимости оставался неопределенным до 2018 года, когда Андреа К. Феррари из Кембриджского университета (Великобритания) и его коллеги из Политехнического института Турина (Италия) сообщили, что многодолинная поверхность Ферми связана с состоянием сверхпроводимости в дисульфиде молибдена (MoS2).

Авторы полагают, что «эта топология [поверхности Ферми] послужит ориентиром в поисках новых сверхпроводников».
Дисульфид молибдена (MoS2) — превосходный материал для использования в различных промышленных целях.
Однако области применения дисульфида молибдена (MoS2) настолько обширны и разнообразны, что они находят применение в различных отраслях промышленности и повышают надежность и производительность самого материала.

Дисульфид молибдена относится к классу материалов, называемых «дихалькогениды переходных металлов» (ДПМ).
Материалы этого класса имеют химическую формулу MX2, где M — атом переходного металла (группы 4–12 в периодической таблице), а X — халькоген (группа 16).

Химическая формула дисульфида молибдена — MoS2.
Дисульфид молибдена (MoS2) интенсивно изучается уже почти 10 лет, и было изучено множество потенциальных вариантов его применения.
Кристаллическая структура дисульфида молибдена (MoS2) имеет форму гексагональной плоскости атомов S по обе стороны от гексагональной плоскости атомов Mo.

Эти тройные плоскости накладываются друг на друга, при этом между атомами Mo и S образуются сильные ковалентные связи, а силы Ван-дер-Ваальса удерживают слои вместе.
Это позволяет механически разделить их и сформировать двумерные листы дисульфида молибдена (MoS2).

Дисульфид молибдена (MoS2) — природный минерал, который привлек большое внимание благодаря своим уникальным свойствам и применению в различных отраслях промышленности.
Дисульфид молибдена (MoS2) — это соединение, структурно похожее на графит, в котором слои атомов молибдена расположены между слоями атомов серы.

Такая структура придает дисульфиду молибдена (MoS2) превосходные смазочные свойства, высокую термическую стабильность и сильную химическую стойкость, что делает его идеальным для использования в экстремальных условиях.
Способность эффективно работать при высоком давлении и температуре в сочетании с экологичностью делает дисульфид молибдена (MoS2) предпочтительным выбором для многих современных применений.

В связи с огромным исследовательским интересом к графену дисульфид молибдена (MoS2) стал следующим двумерным материалом, который исследовали на предмет потенциального применения в устройствах.
Благодаря прямой запрещенной зоне дисульфид молибдена (MoS2) имеет большое преимущество перед графеном в ряде областей применения, включая оптические датчики и полевые транзисторы.

Малослойный дисульфид молибдена (MoS2) считается одним из наиболее привлекательных материалов для наноэлектроники следующего поколения.
Это связано с подвижностью заряда дисульфида молибдена (MoS2) на уровне кремния и высоким отношением тока включения/выключения в тонкопленочных транзисторах.
Дисульфид молибдена (MoS2) является самым известным представителем семейства однослойных дихалькогенидов переходных металлов (ДПМ).

Дисульфид молибдена (MoS2) уже много лет используется в больших количествах в качестве твердотельной смазки, что обусловлено его низким коэффициентом трения, а также высокой химической и термической стабильностью.
Все формы дисульфида молибдена (MoS2) имеют слоистую структуру, в которой плоскость атомов молибдена окружена плоскостями сульфид-ионов.

Эти три слоя образуют монослой дисульфида молибдена (MoS2).
Объемный дисульфид молибдена (MoS2) состоит из сложенных друг на друга монослоев, которые удерживаются вместе слабыми ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями.
Дисульфид молибдена (MoS2) — природный сульфид молибдена, встречающийся в магматических породах и металлических жилах.

Дисульфид молибдена (MoS2) — двумерный слоистый материал. Монослои дихалькогенидов переходных металлов (ДПМ) проявляют фотопроводимость.
Слои TMD можно механически или химически отслаивать, образуя нанолисты.
Дисульфид молибдена (MoS2) — это сульфидная соль.

Молибденит — минерал с формулой Mo4+S2-2 или MoS2.
Символ IMA — Mol.
Дисульфид молибдена (MoS2) — это сухой/твердый смазочный порошок, также известный как молибденит (основная руда, из которой извлекается металлический молибден), имеющий химическую формулу MoS2.

Дисульфид молибдена (MoS2) нерастворим в воде и разбавленных кислотах.
Кристаллическая структура гексагональная пластинчатая и похожа на графит, нитрид бора и дисульфид вольфрама.
Дисульфид молибдена (MoS2) также обладает превосходными пленкообразующими свойствами и является превосходной смазкой в сухих средах при температуре ниже 400 °C.

Дисульфид молибдена (MoS2) обеспечивает превосходные смазывающие свойства в инертных атмосферах и в условиях высокого вакуума, где другие обычные смазочные материалы неэффективны.
Дисульфид молибдена (MoS2) также обладает противозадирными смазочными свойствами.
Дисульфид молибдена (MoS2) способен выдерживать давление до 250 000 фунтов на квадратный дюйм, что делает его чрезвычайно эффективным при использовании в таких областях, как холодная формовка металлов.

 
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ДИСУЛЬФИДА МОЛИБДЕНА (MoS2):
Дисульфид молибдена (MoS2) используется в качестве сухой смазки и присадки к смазочным материалам.
Дисульфид молибдена (MoS2) используется в качестве катализатора гидрирования.
Дисульфид молибдена (MoS2) является одним из наиболее широко используемых смазочных материалов в космических системах.

Дисульфид молибдена (MoS2) — распространённая присадка, улучшающая противозадирные свойства смазки для подшипников ступиц.
Дисульфид молибдена (MoS2) уже много лет используется в качестве твердой смазки из-за его интересных свойств снижения трения, связанных с его кристаллической структурой.

Дисульфид молибдена (MoS2) представляет собой пластинчатое соединение, состоящее из слоев S-Mo-S.
В каждом из них атом молибдена окружен шестью атомами серы, расположенными в вершине тригональной призмы.
Расстояние между атомом молибдена и атомом серы равно 0,241 нм, тогда как расстояние между двумя атомами серы из двух соседних слоев равно 0,349 нм.

Эта характеристика часто использовалась для объяснения легкого расщепления слоев и, следовательно, смазочных свойств дисульфида молибдена (MoS2).
Помимо того, что очищенный дисульфид молибдена является основным природным источником молибдена, дисульфид молибдена (MoS2) является прекрасным смазочным материалом в виде сухой пленки или в качестве добавки к маслу или смазке.

Дисульфид молибдена (MoS2) также используется в качестве наполнителя в нейлонах и как эффективный катализатор реакций гидрирования-дегидрирования.
Дисульфид молибдена (MoS2) часто является компонентом смесей и композитов, где требуется низкий коэффициент трения.
Используются различные масла и смазки, поскольку они сохраняют смазочные свойства даже в случаях почти полной потери масла, что позволяет использовать их в таких критически важных областях, как авиационные двигатели.

При добавлении к пластмассам дисульфид молибдена (MoS2) образует композит с повышенной прочностью, а также сниженным трением.
Полимеры, которые были заполнены дисульфидом молибдена (MoS2), включают нейлон (торговое название Nylatron), тефлон и веспел.
Разработаны самосмазывающиеся композитные покрытия для высокотемпературных применений, состоящие из дисульфида молибдена (MoS2) и нитрида титана, полученные методом химического осаждения из паровой фазы.

Дисульфид молибдена (MoS2) часто используется в двухтактных двигателях, например, в двигателях мотоциклов.
Дисульфид молибдена (MoS2) также используется в шарнирах равных угловых скоростей и универсальных шарнирах.
Покрытия из дисульфида молибдена (MoS2) облегчают прохождение пуль через ствол винтовки, уменьшая его загрязнение и позволяя стволу сохранять баллистическую точность гораздо дольше.

Такая устойчивость к загрязнению ствола достигается за счет снижения начальной скорости пули при том же заряде из-за снижения давления в патроннике.
Дисульфид молибдена (MoS2) применяется в подшипниках, работающих в условиях сверхвысокого вакуума до 10-9 торр (при температуре от -226 до 399 °C).
Смазка наносится методом полировки, а излишки удаляются с поверхности подшипника.

Во время войны во Вьетнаме продукт на основе дисульфида молибдена (MoS2) «Dri-Slide» использовался для смазки оружия, хотя его поставляли из частных источников, а не военные.
Покрытия из дисульфида молибдена (MoS2) облегчают прохождение пуль через ствол винтовки, обеспечивая меньшую деформацию и лучшую баллистическую точность.

Благодаря своей прямой запрещенной зоне однослойный дисульфид молибдена (MoS2) вызывает большой интерес при использовании в электронных и оптоэлектронных устройствах (таких как транзисторы, фотодетекторы, фотоэлектрические элементы и светодиоды).
Дисульфид молибдена (MoS2) часто используется в двухтактных двигателях, например, в двигателях мотоциклов.

Дисульфид молибдена (MoS2) также используется в шарнирах равных угловых скоростей и универсальных шарнирах.
Дисульфид молибдена (MoS2) также изучается для применения в фотонике и может комбинироваться с другими TMDC для создания современных гетероструктурных устройств.

Области применения дисульфида молибдена (MoS2): вторичные батареи, полевые транзисторы, датчики, органические светодиоды, память.
Дисульфид молибдена (MoS2) широко используется в качестве сухой смазочной добавки в смазках, маслах, полимерах, красках и других покрытиях.
Дисульфид молибдена (MoS2) также используется в лыжной мази для предотвращения накопления статического электричества в условиях сухого снега и для улучшения скольжения при скольжении по грязному снегу.

-Применение дисульфида молибдена (MoS2) в электронике:
Дисульфид молибдена (MoS2) обладает многими многообещающими особенностями, и одна из них заключается в том, что его ширина запрещенной зоны имеет ненулевое значение по сравнению с графеном.
Дисульфид молибдена (MoS2) действует как полупроводник, и благодаря своей проводимости, которую можно изменять, MoS2 эффективен и эффективен для электронных и логических устройств.

Более того, непрямая запрещенная зона содержится в объемной форме MoS2, которая затем преобразуется в наномасштабе в прямую запрещенную зону, что позволяет предположить, что одинарный слой дисульфида молибдена (MoS2) нашел применение в оптоэлектронных устройствах.

Маломощные электронные устройства и короткоканальные полевые транзисторы также могут быть использованы на основе дисульфида молибдена (MoS2) благодаря его двумерной структуре, которая позволяет нам контролировать электростатическую природу материала.

-Полевые транзисторы с использованием дисульфида молибдена (MoS2):
В новейших электронных устройствах наиболее элементарной частью являются полевые транзисторы.
Со временем полупроводниковые технологии развивались.

Литография позволяет уменьшить размеры транзистора до размеров в несколько нанометров.
Размер их канала составляет менее 14 нм, что обеспечивает множество преимуществ, таких как снижение стоимости, низкое энергопотребление и быстрое переключение.
Квантово-механическое туннелирование происходит между электродами истока и стока за счет эффекта джоулева нагрева.

Для предотвращения эффектов короткого канала и создания наноразмерных устройств очень важно исследовать более тонкие материалы каналов и более тонкие материалы оксидов затворов.

Монослой дисульфида молибдена (MoS2) является подходящим материалом для коммутационных наноустройств, поскольку он обладает заметной шириной запрещенной зоны 1,8 эВ.

-Переключаемые транзисторы с использованием дисульфида молибдена (MoS2):
Переключаемый транзистор на основе монослоя дисульфида молибдена (MoS2) впервые был продемонстрирован Радисавлевичем.
Это устройство содержит полупроводниковый канал толщиной 6,5 Å, а слой HfO2 толщиной 30 нм используется для нанесения этого устройства на подложку SiO2, поскольку он использовался для ее покрытия, а также работал в качестве диэлектрического слоя с верхним затвором.

Текущее соотношение включения/выключения отображается данным устройством при комнатной температуре 108.
Например, это устройство демонстрирует ток в выключенном состоянии с наклоном ниже порога 74 мВ/дек и силой тока 100 фА.

Согласно этой работе, дисульфид молибдена (MoS2) имеет многообещающий потенциал в гибкой и прозрачной электронике, и MoS2 является хорошей альтернативой для интегральных схем с низким энергопотреблением в режиме ожидания.

-Твердые смазочные материалы на основе дисульфида молибдена (MoS2):
Когда жидкие смазочные материалы не отвечают требованиям необходимого применения, используются твердые смазочные материалы.
Масла, смазки и другие жидкие смазочные материалы не используются в различных областях применения из-за их веса, проблем с герметизацией и условий окружающей среды.

Однако, с другой стороны, по сравнению с системами, основанными на консистентной смазке, твердые смазочные материалы имеют меньший вес и дешевы.
В условиях высокого вакуума жидкие смазочные материалы не могут работать, что приводит к непригодности устройства, поскольку в этих условиях смазочные материалы также испаряются.

Разложение или окисление жидких смазочных материалов происходит в условиях высоких температур.
При криогенных температурах жидкие смазочные материалы становятся вязкими или затвердевают и теряют текучесть.

- Жидкие смазочные материалы, использующие дисульфид молибдена (MoS2):
Под воздействием радиационных условий окружающей среды и агрессивных газов жидкие смазочные материалы начинают разрушаться.
Пыль и другие загрязняющие вещества легко впитываются жидкими смазочными материалами, где основной проблемой является загрязнение.

Компоненты, связанные с жидкими смазочными материалами, очень тяжелые, поэтому обращение с ними в случаях, когда требуется длительное хранение, затруднено.
Таким образом, эти проблемы эффективно решаются с помощью твердых смазочных материалов.

Жидкие смазочные материалы по всем параметрам неэффективны, когда речь идет о космических механизмах.
В состав систем перемещения в космосе входят антенны, марсоходы, телескопы, транспортные средства, спутники и т. д.

В жестких условиях окружающей среды эти системы работают в течение более длительного периода времени, требуя минимального обслуживания.
В таких условиях окружающей среды перспективным выбором являются твердые смазочные материалы, в частности дисульфид молибдена (MoS2).

-В графитовом контрасте используется дисульфид молибдена (MoS2):
В отличие от графита, дисульфиду молибдена (MoS2) не требуется давление паров воды для проявления смазочных свойств.
Контактные кольца, шестерни, шарикоподшипники, направляющие и отпускающие механизмы и т. д. — это те компоненты в космических аппаратах, которые зависят от смазки на основе дисульфида молибдена (MoS2).

Снижение смазывающей способности дисульфида молибдена (MoS2) под воздействием влажной среды представляет собой серьезную проблему для его использования в различных наземных приложениях.

Напыление дисульфида молибдена (MoS2) с помощью Ti улучшает механические характеристики MoS2, а также защищает MoS2 от влажности.
Это улучшение механических характеристик дисульфида молибдена (MoS2) имеет важное значение для операций сухой обработки.

-Использование дисульфида молибдена (MoS2) в биосенсорах:
Серьёзные проблемы со здоровьем существенно повлияли на образ жизни человека.

Значительные эффекты приводят к повышению важности поиска новых способов и методов, которые могут наблюдать различные и многочисленные факторы, вызывающие эти эффекты и заболевания.

Значительную и важную роль в этом плане играет эволюция биосенсоров.
Биосенсорные технологии также использовались в некоторых элементарных целях для эффективного наблюдения за факторами, вызывающими заболевания.

Чувствительность и селективность — два фактора, от которых зависит качество биосенсоров.
Исследования проводятся в больших масштабах с целью разработки сенсорных матриц для повышения селективности и чувствительности биосенсоров.

-Наноструктурное использование дисульфида молибдена (MoS2):
Наноструктуры дисульфида молибдена (MoS2), имеющие двумерную природу, используются для биосенсорики, основанной на электрохимическом явлении.
Было проведено обширное исследование листов дисульфида молибдена (MoS2) в качестве электродных материалов в биосенсорах.

Нанолисты дисульфида молибдена (MoS2) демонстрируют сильную флуоресценцию в видимом диапазоне из-за их прямой запрещенной зоны, что делает MoS2 подходящим и подходящим кандидатом для оптических биосенсоров.
Оптические биосенсоры экономически эффективны.

1-D дисульфид молибдена (MoS2) демонстрирует многообещающие электрические характеристики и является аналогом углеродных нанотрубок (УНТ).
Одними из эффективных и действенных кандидатов на роль биосенсоров являются электрохимические сенсоры на основе углеродных нанотрубок.

-Биосенсоры на основе полевых транзисторов с использованием дисульфида молибдена (MoS2):
Многие исследователи увлечены биосенсорами на основе полевых транзисторов.
Сток и два электрода-источника в основном содержатся в полевом транзисторе и электрически связаны друг с другом через канал, основанный на полупроводниковом материале.

Ток, протекающий через канал между стоком и истоком, контролируется третьим электродом — затвором, соединенным с диэлектрическим слоем.

Биомолекулы, создающие электростатический эффект, захватываются функционализированным каналом и затем преобразуются в наблюдаемый сигнал в виде электрических свойств полевых транзисторов.
То, как работают характеристики устройств, зависит от стратегии смещения затвора.

- Газовые датчики с использованием дисульфида молибдена (MoS2):
Сейчас очень важно отслеживать вредные газы и загрязняющие вещества, например, диоксид серы (SO2), сероводород (H2S), диоксид углерода (CO2), аммиак (NH3) и оксид азота (NOx).

Окружающая среда, качество воздуха и наличие вредных газов контролируются с помощью метода, известного как газоанализатор.
Для обнаружения газа используются датчики сопротивления, полевые транзисторы, хемирезистивные, диоды Шоттки, оптоволоконные датчики и т. д., а также различные полупроводниковые датчики газа, но из-за низкой стоимости производства и простоты эксплуатации наиболее распространенными являются датчики газа на основе сопротивления.

-Эволюция графена и двумерных материалов, использование дисульфида молибдена (MoS2):
Именно благодаря своим многообещающим характеристикам, таким как высокая чувствительность, селективность, большое отношение поверхности к массе и низкий уровень шума, развитие двумерных материалов и графена помогает в исследовании газовых сенсоров.

Проводились наблюдения за поведением датчиков при различных концентрациях и температурах.
При пределе обнаружения 4,6 ppb этот датчик демонстрирует большую чувствительность при температуре 60 градусов Цельсия.
Датчик показывает полное восстановление/быстрый отклик.

-Полевые транзисторы с использованием дисульфида молибдена (MoS2):
Большая ширина запрещенной зоны и относительно высокая подвижность носителей заряда в дисульфиде молибдена (MoS2) делают его очевидным выбором для полевых транзисторов.
Ранние эксперименты с однослойными транзисторами на основе дисульфида молибдена (MoS2) дали большие перспективы: зафиксированная подвижность составила 200 см2В-1с-1, а отношение включено/выключено — ~108.

Было высказано предположение, что такие устройства на основе дисульфида молибдена (MoS2) могут превзойти полевые транзисторы на основе кремния по нескольким ключевым показателям, таким как энергоэффективность и коэффициент включения/выключения.

Однако они, как правило, демонстрируют только характеристики n-типа.
Много усилий было приложено для усовершенствования полевых транзисторов путем уменьшения взаимодействия с подложкой, улучшения электрической инжекции и реализации амбиполярного транспорта.

- Фотодетекторы, использующие дисульфид молибдена (MoS2):
Свойства запрещенной зоны дисульфида молибдена (MoS2) также подходят для оптоэлектронных применений.
Устройство, изготовленное из отслоившейся чешуйки с чувствительностью 880 AW-1 и широкополосным фотооткликом (400–680 нм), было впервые продемонстрировано 5 лет назад.
Благодаря объединению с графеном в однослойную гетероструктуру чувствительность увеличилась в 104 раз.

- Использование дисульфида молибдена (MoS2) в солнечных батареях:
Монослойный дисульфид молибдена (MoS2) обладает видимым оптическим поглощением, которое на порядок больше, чем у кремния, что делает его перспективным материалом для солнечных батарей.
В сочетании с монослоем WS2 или графена была зафиксирована эффективность преобразования энергии около 1%.

Хотя эти показатели эффективности кажутся низкими, активная область таких устройств имеет толщину всего лишь около 1 нанометра (по сравнению с сотнями микрометров у кремниевых ячеек), что соответствует увеличению плотности мощности в 104 раз.
Гетеропереходная ячейка типа II, состоящая из выращенного методом химического осаждения из газовой фазы монослоя дисульфида молибдена (MoS2) и легированного p-фазой кремния, показала КПЭ более 5%.

-Использование дисульфида молибдена (MoS2) в химических датчиках:
Было показано, что интенсивность фотолюминесценции (ФЛ) монослоя дисульфида молибдена (MoS2) в значительной степени зависит от физической адсорбции воды и кислорода на его поверхности.
Перенос электронов из монослоя n-типа в молекулы газа стабилизирует экситоны и увеличивает интенсивность ФЛ до 100 раз.

Другие исследования, основанные на электрических свойствах структур полевых транзисторов, показали, что датчики на основе монослоя нестабильны при обнаружении NO, NO2, NH3 и влажности, но их работу можно стабилизировать, используя несколько слоев.
Для NO зафиксирована чувствительность <1 ppm.

-Использование дисульфида молибдена (MoS2) в электродах суперконденсаторов:
Наиболее распространенной кристаллической структурой дисульфида молибдена (MoS2) (2H) является полупроводниковая, что ограничивает его возможность использования в качестве электрода.
Однако дисульфид молибдена (MoS2) также может образовывать кристаллическую структуру 1T, которая в 107 раз более электропроводна, чем структура 2H.
Сложенные друг на друга монослои 1T, действующие в качестве электродов в различных электролитических ячейках, показали более высокую мощность и плотность энергии, чем электроды на основе графена.

-Valleytronic devices uss дисульфид молибдена (MoS2):
Хотя эта технология пока еще находится на ранней стадии развития, уже были проведены первые демонстрации устройств, работающих по принципам valleytronics.
В качестве примеров можно привести двухслойный транзистор на основе дисульфида молибдена (MoS2) с эффектом Холла, настраиваемым по затвору, и устройства, излучающие свет с поляризацией по долине.

-Использование дисульфида молибдена (MoS2) в наноэлектронике:
Благодаря своим полупроводниковым свойствам и регулируемой ширине запрещенной зоны дисульфид молибдена (MoS2) продемонстрировал значительный потенциал в наноэлектронике, датчиках и биомедицинских областях.
Например, монослои дисульфида молибдена (MoS2) продемонстрировали высокую эффективность в 5-нм электронных устройствах.

К таким приложениям относятся полевые транзисторы на основе двумерного дисульфида молибдена (MoS2), которые используются для разработки операционных усилителей с коэффициентом усиления без обратной связи приблизительно 36 дБ на низких частотах.
Кроме того, современные фотодетекторы на основе дисульфида молибдена (MoS2) демонстрируют высокую эффективность, устраняя необходимость в сложных методах изготовления.

-Использование дисульфида молибдена (MoS2) в гибкой электронике:
Дисульфид молибдена (MoS2) стал ключевым материалом для гибкой электроники благодаря своим механическим свойствам и электронной универсальности.
Исторически сложилось так, что рост использования дисульфида молибдена (MoS2) в жестких подложках создал проблемы для его использования в гибких изделиях.

Однако последние достижения позволили разработать высококачественные монослои дисульфида молибдена (MoS2) на сверхтонких, гибких стеклянных подложках толщиной менее 40 мкм.
Химическое осаждение из паровой фазы в настоящее время является предпочтительным методом синтеза дисульфида молибдена (MoS2) для этих целей, достигая оптимизированной подвижности 9,1 см2 В−1 с−1,5.

Эти разработки позволили снизить потребление энергии и улучшить производительность гибких устройств, сделав дисульфид молибдена (MoS2) пригодным для применения в гибких сверхпроводниках и электронике.

-Использование дисульфида молибдена (MoS2) для хранения энергии:
Дисульфид молибдена (MoS2) изменил сферу хранения энергии, предложив инновационные решения наряду с графеном.
Например, структуры «ядро-оболочка» на основе дисульфида молибдена (MoS2) оптимизируют энергетические характеристики за счет объединения функционального ядра с защитной оболочкой.

Эти структуры улучшают электрохимические и каталитические свойства дисульфида молибдена (MoS2), что делает его пригодным материалом для литий-ионных аккумуляторов, суперконденсаторов и реакций выделения водорода.

Кроме того, нанокомпозиты на основе дисульфида молибдена (MoS2) в сочетании с оксидами углерода и переходных металлов набирают популярность в технологиях хранения и преобразования энергии.

-Биомедицинское применение дисульфида молибдена (MoS2):
Дисульфид молибдена (MoS2) продемонстрировал потенциал в области биомедицины благодаря своей биосовместимости и сильной энергии связи с биомолекулами.
Наноструктуры на основе дисульфида молибдена (MoS2) были исследованы на предмет их способности улучшать доставку лекарственных препаратов, совершенствовать методы биовизуализации, поддерживать разработку чувствительных биосенсоров и способствовать прогрессу в фототермической терапии.

-Новые и будущие применения дисульфида молибдена (MoS2):
С момента открытия однослойного графена в 2004 году в области двумерных материалов появилось несколько новых классов материалов.
Одним из них являются дихалькогениды переходных металлов (ДПМ).

Эти материалы состоят из одного из переходных металлов, связанного с одним из элементов группы 16.
Однако оксиды обычно не классифицируются как дихалькогениды.
Дисульфид молибдена (MoS2) в настоящее время является наиболее изученным представителем семейства TMD.

Подобно графиту, при переходе дисульфида молибдена (MoS2) из объемной структуры в однослойную свойства этого материала претерпевают существенные изменения.
Слои TMD можно механически или химически расслаивать, образуя нанолисты.

Наиболее разительным изменением, которое происходит при переходе от объемного к однослойному, является сдвиг оптоэлектронных свойств, при котором материал превращается из непрямозонного полупроводника с шириной запрещенной зоны приблизительно 1,3 эВ в прямозонный полупроводник с шириной запрещенной зоны приблизительно 1,9 эВ.

Из-за наличия в этом материале запрещенной зоны дисульфид молибдена (MoS2) имеет гораздо больше применений по сравнению с другими двумерными материалами, такими как графен.

Некоторые области, в которых дисульфид молибдена (MoS2) уже применяется, включают полевые транзисторы с высоким коэффициентом включения/выключения благодаря низким токам утечки, мемрезисторы на основе слоистых пленок TMD, контролируемую спиновую и долинную поляризацию, геометрическое ограничение экситонов, настраиваемую фотолюминесценцию, электролиз воды и фотовольтаику/фотодетекторы.

- Современные смазочные материалы с использованием дисульфида молибдена (MoS2):
Дисульфид молибдена (MoS2) используется для создания высокоэффективных смазочных материалов, которые обеспечивают превосходную смазку в экстремальных условиях, таких как высокие нагрузки, вакуум и широкий диапазон температур.
Дисульфид молибдена (MoS2) особенно ценен в прецизионном машиностроении и космической технике, где традиционные смазочные материалы неэффективны.

-Использование дисульфида молибдена (MoS2) в электронике:
Дисульфид молибдена (MoS2) используется в производстве транзисторов, фотодетекторов и других электронных устройств благодаря своим полупроводниковым свойствам.
Дисульфид молибдена (MoS2) известен своими тонкослойными свойствами и эффективной подвижностью электронов, которые имеют решающее значение для миниатюризации электронных компонентов.

-Преобразование и хранение энергии дисульфида молибдена (MoS2):
Дисульфид молибдена (MoS2) используется в реакциях выделения водорода в качестве катализатора, повышая эффективность расщепления воды при производстве водородного топлива.
Дисульфид молибдена (MoS2) также исследуется на предмет его потенциала в повышении эффективности и емкости литий-серных аккумуляторов.

-Использование дисульфида молибдена (MoS2) в каталитических процессах:
Дисульфид молибдена (MoS2) используется в качестве катализатора в нефтехимической промышленности для удаления серы из топлива.
Большая площадь поверхности и активные центры дисульфида молибдена (MoS2) способствуют эффективным каталитическим реакциям, способствуя созданию более чистых и эффективных топливных технологий.

-Использование дисульфида молибдена (MoS2) в покрытиях и полимерных добавках:
Дисульфид молибдена (MoS2) входит в состав различных покрытий для повышения износостойкости и снижения трения.
Дисульфид молибдена (MoS2) также добавляют в полимеры для повышения их прочности, термостойкости и обеспечения защиты от УФ-излучения, что делает его ценным в автомобильных и аэрокосмических материалах.

СВОЙСТВА ДИСУЛЬФИДА МОЛИБДЕНА (MoS2):
*Массовые свойства
Дисульфид молибдена (MoS2) встречается в природе в виде минерала «молибденит».
В своей объемной форме дисульфид молибдена (MoS2) выглядит как темное, блестящее твердое вещество.

Слабое межслоевое взаимодействие позволяет листам легко скользить друг по другу, поэтому дисульфид молибдена (MoS2) часто используют в качестве смазки.
Дисульфид молибдена (MoS2) также может использоваться в качестве альтернативы графиту в высоковакуумных приложениях, но он имеет более низкую максимальную рабочую температуру, чем графит.

Объемный дисульфид молибдена (MoS2) представляет собой полупроводник с непрямой запрещенной зоной ~1,2 эВ и поэтому представляет ограниченный интерес для оптоэлектронной промышленности.

*Оптические и электрические свойства
Отдельные слои дисульфида молибдена (MoS2) имеют радикально отличающиеся свойства по сравнению с основной массой.
Устранение межслоевых взаимодействий и ограничение электронов одной плоскостью приводит к образованию прямой запрещенной зоны с увеличенной энергией ~1,89 эВ (видно красным).

Один монослой дисульфида молибдена (MoS2) может поглощать 10% падающего света с энергией выше ширины запрещенной зоны.
По сравнению с объемным кристаллом наблюдается 1000-кратное увеличение интенсивности фотолюминесценции, однако она остается относительно слабой — с квантовым выходом фотолюминесценции около 0,4%.

Однако этот показатель можно существенно увеличить (до более чем 95%), удалив дефекты, ответственные за безызлучательную рекомбинацию.
Ширину запрещенной зоны можно регулировать, внося в структуру напряжение.
Было обнаружено увеличение ширины запрещенной зоны на 300 мэВ при 1% двуосной деформации сжатия, приложенной к трехслойному дисульфиду молибдена (MoS2).

Применение вертикального электрического поля также было предложено в качестве метода уменьшения ширины запрещенной зоны в двумерных TMDC — потенциально до нуля, тем самым переключая структуру из полупроводниковой в металлическую.
Спектры фотолюминесценции монослоев дисульфида молибдена (MoS2) показывают два экситонных пика: один при ~1,92 эВ (экситон A), а другой при ~2,08 эВ (экситон B).

Они объясняются расщеплением валентной зоны в точке К (в зоне Бриллюэна) из-за спин-орбитальной связи, что допускает два оптически активных перехода.
Энергия связи экситонов составляет >500мэВ.

Следовательно, они стабильны вплоть до высоких температур.
Введение избыточных электронов в дисульфид молибдена (MoS2) (путем электрического или химического легирования) может привести к образованию трионов (заряженных экситонов), которые состоят из двух электронов и одной дырки.

Они проявляются в виде пиков в спектрах поглощения и ФЛ, смещенных в красную область на ~40 мэВ относительно пика экситона A (настраиваемого за счет концентрации легирования).
Хотя энергия связи трионов значительно ниже, чем у экситонов (примерно 20 мэВ), они вносят существенный вклад в оптические свойства пленок MoS2 при комнатной температуре.

Однослойные транзисторы на основе дисульфида молибдена (MoS2) обычно демонстрируют поведение n-типа с подвижностью носителей заряда приблизительно 350 см2В-1с-1 (или примерно в 500 раз ниже, чем у графена).
Однако при изготовлении полевых транзисторов они могут демонстрировать огромные коэффициенты включения/выключения, равные 108, что делает их привлекательными для высокоэффективных коммутационных и логических схем.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСУЛЬФИДА МОЛИБДЕНА (MoS2):
Механические свойства
Монослои дисульфида молибдена (MoS2) являются гибкими, и было показано, что тонкопленочные полевые транзисторы сохраняют свои электронные свойства при изгибе с радиусом кривизны 0,75 мм.

Они обладают жесткостью, сравнимой со сталью, и более высокой прочностью на разрыв, чем гибкие пластики (такие как полиимид (ПИ) и полидиметилсилоксан (ПДМС)), что делает их особенно подходящими для гибкой электроники.
Теплопроводность монослоев дисульфида молибдена (MoS2) составляет около 35 Вт•м-1К-1, что примерно в 100 раз ниже, чем у графена.

ПЕРЕРАБОТКА МОНОСЛОЯ ДИСУЛЬФИДА МОЛИБДЕНА (MoS2):
Для приготовления монослойных пленок дисульфида молибдена (MoS2) использовались различные методы.
Здесь мы упомянули наиболее распространенные методы и дали их краткий обзор.

*Механическое отшелушивание
Механическое отслаивание также называют «методом скотча», и оно было впервые использовано для изоляции слоев графена.
Если наклеить липкую ленту на образец объемного кристалла, то после того, как вы ее оторвете, к ленте прилипнут тонкие слои кристалла, что объясняется большей взаимной адгезией по сравнению с межслоевой адгезией.

*Процесс приклеивания и отслаивания
До тех пор, пока не будут получены отдельные монослои, этот процесс склеивания и отслаивания повторяется снова и снова.
Затем отдельные монослои можно перенести на подложку, например, с помощью штампа PDMS.

В результате этого процесса образуются кристаллические монослои высокого качества, размер которых может превышать десятки микрометров, хотя выход монослоя при этом невысок.
Когда дело доходит до исследования TMDC, это наиболее предпочтительный метод обработки, несмотря на то, что он «низкотехнологичен».

*Отшелушивание растворителем
Ультразвуковая обработка объемных кристаллов происходит в органическом растворителе, в результате чего они распадаются на тонкие слои.
Получается распределение по толщине и размеру слоев, а также поверхностно-активное вещество, которое обычно добавляется для остановки перераспределения слоев.

Этот метод имеет низкий выход монослоя и высокий выход тонкой пленки.
Размеры чешуек составляют 100 нм, из-за чего они кажутся маленькими.

*Интеркаляция
Интеркаляция дисульфида молибдена (MoS2) длиной в несколько монослоев иногда классифицируется как форма отслоения растворителя.
В 1986 году впервые был продемонстрирован дисульфид молибдена (MoS2).

Раствор, который выполняет функцию источника ионов лития (обычно н-бутиллитий, растворенный в гексане), содержит объемные кристаллы, помещенные в него, и эти объемные кристаллы диффундируют между слоями кристалла.
Следующим шагом является добавление воды, после чего вода взаимодействует с ионами лития, образуя водород, который раздвигает слои.

*Тщательный контроль
Для получения высокого выхода монослоя в этом методе необходимо тщательно контролировать параметры эксперимента.
Полученные слои обладают менее необходимой металлической структурой 1T вместо полупроводниковой структуры 2H.

Однако для структуры 1Т наблюдаются потенциальные возможности применения в электродах суперконденсаторов.
Термический отжиг можно использовать для преобразования структуры 1T в 2H.

*Осаждение паров
Механическое отшелушивание не является масштабируемым методом, однако оно позволяет получать высококристаллические монослои.
Если предполагается, что двумерные материалы найдут применение в области оптоэлектроники, необходим надежный и качественный крупномасштабный метод производства высококачественных пленок.

Осаждение паровой фазы является одним из методов с таким потенциалом, и именно поэтому оно изучается столь глубоко.
Химическая реакция происходит при химическом осаждении из паровой фазы для преобразования прекурсора s в конечный дисульфид молибдена (MoS2).
MoO3 обычно отжигают при высокой температуре 1000 градусов Цельсия для производства пленок дисульфида молибдена (MoS2) в присутствии серы.

*Другие прекурсоры
Другими прекурсорами являются тиомолибдат аммония и металлический молибден, для осаждения которых используются методы погружения и электронно-лучевого испарения перед их отправкой в печь.

По сравнению с теми, которые изготовлены из отслоенных слоев, полевые транзисторы, изготовленные из пленок, выращенных методом паровой вытяжки, обладают очень низкой подвижностью.
Кроме того, качество, толщина и размер (обычно от десятков нм до нескольких микрон) выбранных подложек и пленок.

СВОЙСТВА ДИСУЛЬФИДА МОЛИБДЕНА (MoS2):
*Объемные характеристики
В природе дисульфид молибдена (MoS2) встречается в виде минерала «молибденит».

Внешний вид MoS2 в основной форме представляет собой блестящее, темное твердое вещество.
Дисульфид молибдена (MoS2) также используется в качестве смазки, поскольку листы могут легко скользить друг по другу из-за слабого межслоевого взаимодействия.

Дисульфид молибдена (MoS2) также используется в высоковакуумных приложениях в качестве альтернативы графиту, но его максимальная рабочая температура ниже по сравнению с максимальной рабочей температурой графита.
Объемный дисульфид молибдена (MoS2) с шириной непрямой запрещенной зоны ~1,2 эВ является полупроводником и поэтому представляет ограниченный интерес для оптоэлектронной промышленности.

*Электрические и оптические характеристики
По сравнению с основной массой слои дисульфида молибдена (MoS2) имеют радикально иные характеристики.

Устранение удерживающих электронов и межслоевых взаимодействий в одной плоскости приводит к образованию прямой запрещенной зоны с увеличенной энергией ~1,89 эВ (видимый красный цвет).
10 процентов падающего света с энергией, превышающей ширину запрещенной зоны, может быть поглощено одним монослоем дисульфида молибдена (MoS2).

Было отмечено увеличение интенсивности фотолюминесценции в 1000 раз по сравнению с объемным кристаллом, однако она остается сравнительно слабой, с квантовым выходом фотолюминесценции около 0,4%.
Хотя, если устранить дефекты, являющиеся причинами безызлучательной комбинации, то этот показатель можно существенно увеличить до более чем 95%.

*Запрещенная зона
Введение деформации в структуру может регулировать ширину запрещенной зоны.
Были получены данные об увеличении ширины запрещенной зоны на 300 мэВ при 1% двуосной деформации сжатия, приложенной к трехслойному дисульфиду молибдена (MoS2).

В двумерных TMDC ширину запрещенной зоны можно потенциально уменьшить до нуля, приложив вертикальное электрическое поле, что также рассматривалось как метод переключения полупроводниковой структуры в металлическую.

*Спектры фотолюминесценции
В спектрах фотолюминесценции монослоев дисульфида молибдена (MoS2) наблюдаются два экситонных пика: один пик находится при ~1,92 эВ (экситон A), а другой пик находится при ~2,08 эВ (экситон B).

Оба пика обусловлены расщеплением валентной зоны в зоне Бриллюэна в точке К из-за спин-орбитальной связи, которая обеспечивает два оптически активных перехода.

Более 500 мэВ — энергия связи экситонов.
Поэтому они стабильны при высоких температурах.

*Инжекция электронов
Трионы могут образовываться при инжекции избыточных электронов посредством химического или электрического легирования дисульфида молибдена (MoS2).

Трионы — это заряженные экситоны, состоящие из одной дырки и двух электронов.
Появление трионов в спектрах ФЛ и поглощения происходит в виде пиков, смещенных в красную область на ~40 мэВ.

При комнатной температуре трионы вносят существенный вклад в оптические характеристики пленки дисульфида молибдена (MoS2), в то время как энергия связи трионов значительно меньше по сравнению с энергией связи экситонов (почти 20 мэВ).

*Транзисторы
Поведение N-типа обычно демонстрируют монослойные транзисторы на основе дисульфида молибдена (MoS2), имеющие подвижность носителей заряда почти 350 см2В-1с-1 (или примерно в 500 раз ниже, чем у графена).

Тем не менее, при изготовлении в виде полевых транзисторов они могут демонстрировать огромные коэффициенты включения/выключения, равные 108, что делает их эффективными и привлекательными для высокопроизводительных логических схем и коммутации.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСУЛЬФИДА МОЛИБДЕНА (MoS2):
Показано, что при изгибе с радиусом кривизны 0,75 мм тонкопленочные полевые транзисторы сохраняют свои электронные характеристики, что доказывает гибкость монослоев дисульфида молибдена (MoS2).

Их жесткость такая же, как у стали, а прочность на разрыв у них выше, чем у гибких пластиков, таких как полидиметилсилоксан (PDMS) и полиимид (PI), что делает их особенно подходящими и подходящими для гибкой электроники.
По сравнению с теплопроводностью графена теплопроводность монослоев дисульфида молибдена (MoS2) примерно в 100 раз меньше и составляет около 35 Вт•м-1•К-1.

*Валлитроникс
Путь к технологиям, выходящим за рамки электроники, открывают дисульфид молибдена (MoS2) и другие двумерные TMDC, в которых степени свободы могут использоваться для хранения информации и/или ее обработки.

Электронная зонная структура дисульфида молибдена (MoS2) демонстрирует максимумы энергии валентной зоны и минимумы зоны проводимости в точках K и K' (часто называемых -K) зоны Бриллюэна.
Эти две дискретные «долины» обладают одинаковой энергетической щелью, но с точки зрения положения они дискретны в импульсном пространстве.

*Оптические переходы
Изменения углового момента на -1 для точки K' и на +1 для точки K требуют оптических переходов в этих долинах.

Таким образом, возможно селективное возбуждение экситонов в долине циркулярно поляризованным светом, при этом экситоны в области K' возбуждаются левополяризованным (σ-) светом, а экситоны в долине K возбуждаются правополяризованным (σ+) светом.

*Излучение света
Наоборот, свет, который будет испускаться в результате рекомбинации экситонов в долине K', будет σ- поляризован, а свет, который будет испускаться в результате рекомбинации экситонов в долине K, будет σ+ поляризован.

Псевдоспин долины, который является степенью свободы, представлен этими долинами, поскольку к ним можно обращаться независимо, и псевдоспин долины также может использоваться в устройствах valleytronic.

*Спин-орбитальная валентная зона
При этом для каждой из долин противоположные знаки спина имеет спин-орбитально расщепленная валентная зона в точках K' и K.

Например, дырка со спином вниз и электрон со спином вверх образуют A-экситон в долине K, а дырка со спином вверх и электрон со спином вниз образуют B-экситон в долине K.
Составные носители заряда для экситонов B и A в долине K' имеют противоположный спин.

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИСУЛЬФИДА МОЛИБДЕНА (MoS2):
Дисульфид молибдена (MoS2) демонстрирует превосходные электрохимические характеристики, люминесцентные характеристики и полупроводниковые характеристики как замечательный зонд для биосенсорного наблюдения за несколькими аналитами.

Нулевое измерение, которое также называют неорганическими фуллеренами, демонстрируют квантовые точки дисульфида молибдена (MoS2), а их размер находится в диапазоне менее 10 нм.
Перспективными электрическими и каталитическими характеристиками обладают квантовые точки дисульфида молибдена (MoS2).

Высокая фотолюминесценция на определенных длинах волн наблюдается у квантовых точек Mo2 из-за эффекта квантового ограничения, и эти длины волн делают дисульфид молибдена (MoS2) эффективным и действенным для оптического биосенсорного анализа на основе флуориметрического метода.

КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ДИСУЛЬФИДА МОЛИБДЕНА (MoS2):
Кристаллическая структура дисульфида молибдена (MoS2) имеет форму гексагональной плоскости атомов S по обе стороны от гексагональной плоскости атомов Mo.
Между атомами S и Mo существует сильная ковалентная связь, и эти тройные плоскости накладываются друг на друга, однако слабые силы Ван-дер-Ваальса удерживают слои вместе, что позволяет механически разделять слои для формирования двумерных листов дисульфида молибдена (MoS2).

СИНТЕЗ ДИСУЛЬФИДА МОЛИБДЕНА (MoS2):
Получение дисульфида молибдена (MoS2) осуществлялось путем модификации метода, описанного в литературе.
Все химикаты были закуплены и использованы в том виде, в котором были получены.

Для начала брали 30 мл 0,008 М раствора молибдата аммония ((NH4)6Mo7O24•4H2O, Merck India, 98%) и добавляли к нему додецилсульфат натрия (ДСН) в количестве, 10-кратном от ККМ (критическая концентрация мицелл) при постоянном перемешивании до получения прозрачного раствора.

Затем в полученный раствор добавляли 9,60 мл 0,23 М раствора дитионита натрия (Na2S2O4, BDH, Англия, чистота 98%) и 45 мл 0,20 М раствора тиоацетамида (CH3CSNH2, Spectrochem India, чистота 99%) и тщательно перемешивали.
Смесь растворов нагревали (~90°C) на водяной бане до получения прозрачного раствора красновато-желтого цвета.

Подкисление этого раствора концентрированной HCl (pH < 1) привело к образованию осадка темно-коричневого цвета.
Осадок отделяли с помощью центрифуги и несколько раз промывали водой.

В результате сушки осадка образовались коричневато-черные порошки, которые прокаливали при температуре 400°С в течение 2 ч в атмосфере аргона для получения черных порошков дисульфида молибдена (MoS2).

СТРУКТУРА И ВОДОРОДНЫЕ СВЯЗИ ДИСУЛЬФИДА МОЛИБДЕНА (MoS2):
Дисульфид молибдена (MoS2) относится к классу материалов, называемых «дихалькогенидами переходных металлов» (ДПМ).
Материалы этого класса имеют химическую формулу MX2, где M — атом переходного металла (группы 4–12 в периодической таблице), а X — халькоген (группа 16).

Химическая формула дисульфида молибдена — MoS2.
Кристаллическая структура дисульфида молибдена (MoS2) имеет форму гексагональной плоскости атомов S по обе стороны от гексагональной плоскости атомов Mo.

Эти тройные плоскости накладываются друг на друга, при этом между атомами Mo и S образуются сильные ковалентные связи, а силы Ван-дер-Ваальса удерживают слои вместе.

Это позволяет механически разделить их и сформировать двумерные листы дисульфида молибдена (MoS2).
Дисульфид молибдена (MoS2) с размером частиц в диапазоне 1–100 мкм является распространенной сухой смазкой.

Существует немного альтернатив, которые могли бы обеспечить высокую смазывающую способность и стабильность до 350 °C в окислительных средах.
Испытания на трение скольжения дисульфида молибдена (MoS2) с использованием испытательной машины «штифт на диске» при низких нагрузках (0,1–2 Н) дают значения коэффициента трения <0,1.

ПО СРАВНЕНИЮ С МОНОСЛОЕМ ДИСУЛЬФИДА МОЛИБДЕНА (MoS2)?
Дисульфид молибдена (MoS2) (который требует нанесения дополнительного слоя диэлектрика с высоким значением k, например, HfO2), MoS2 с несколькими слоями может работать сам по себе.
Это делает дисульфид молибдена (MoS2) более привлекательным для изготовления транзисторов и других оптоэлектронных устройств.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ ДИСУЛЬФИДА МОЛИБДЕНА (MoS2):
Синтетический - Химический Транспорт Паров (CVT)

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСУЛЬФИДА МОЛИБДЕНА (MoS2):
Дисульфид молибдена (MoS2) — это темно-серый или черный порошок .
Дисульфид молибдена (MoS2), наиболее распространенная природная форма молибдена, извлекается из руды, а затем очищается для непосредственного использования в смазке.

Поскольку дисульфид молибдена (MoS2) имеет геотермальное происхождение, он обладает достаточной прочностью, чтобы выдерживать высокие температуры и давление.
Это особенно актуально, если имеется небольшое количество серы, способной реагировать с железом и образовывать сульфидный слой, совместимый с дисульфидом молибдена (MoS2) для поддержания смазочной пленки.

СИНТЕЗ ДИСУЛЬФИДА МОЛИБДЕНА (MoS2):
Высококачественные многослойные пленки дисульфида молибдена (MoS2) были выращены непосредственно на подложках (SiO2/Si и сапфир) методом химического осаждения из газовой фазы (CVD).
Затем пленки переносились на нужные подложки с использованием процесса влажного химического переноса.

ВАЛЛЕЙТРОНИКА ДИСУЛЬФИДА МОЛИБДЕНА (MoS2):
Дисульфид молибдена (MoS2) и другие двумерные TMDC могут открыть путь к технологиям за пределами электроники, где степени свободы (кроме заряда) могут использоваться для хранения и/или обработки информации.

Электронная зонная структура дисульфида молибдена (MoS2) демонстрирует энергетические максимумы валентной зоны и минимумы зоны проводимости в точках K и K' (часто называемых -K) зоны Бриллюэна.
Эти две дискретные «долины» имеют одинаковую энергетическую щель, но дискретны по положению в импульсном пространстве.

Оптические переходы в этих долинах требуют изменения углового момента +1 для точки К и -1 для точки К'.
Следовательно, экситоны могут быть селективно возбуждены в долине циркулярно поляризованным светом — при этом правополяризованный (σ+) свет возбуждает экситоны в долине K, а левополяризованный (σ-) свет возбуждает экситоны в долине K'.

Наоборот, свет, излучаемый при рекомбинации экситонов в долине K, будет иметь σ+-поляризацию, а свет, излучаемый при рекомбинации экситонов в долине K', будет иметь σ-поляризацию.

Поскольку к этим долинам можно обращаться независимо, они представляют собой степень свободы, называемую «псевдоспином долины», которую можно использовать в устройствах «valleytronic».
Более того, спин-орбитально расщепленная валентная зона в точках K и K' имеет противоположные знаки спина для каждой из долин.

Например, A-экситон в долине K состоит из электрона со спином вверх и дырки со спином вниз, а B-экситон в долине K имеет электрон со спином вниз и дырку со спином вверх.
Для экситонов A и B в долине K' составляющие их носители заряда имеют противоположный спин.

Это означает, что псевдоспин долины и спиновые степени свободы носителей заряда связаны (спин-долинная связь), а спиновые и долинные свойства носителей заряда можно выбирать оптически — посредством выбора поляризации возбуждения (для выбора долины) и энергии (для выбора экситона A или B — и, следовательно, спина).

При приложении плоскостного электрического поля экситоны могут диссоциировать, при этом носители сохраняют свои долинные и спиновые характеристики.
Электроны (и дырки) в противоположных долинах будут двигаться в противоположных направлениях перпендикулярно полю.

Это называется «эффектом долины Холла» и может лечь в основу будущих технологий, в которых благодаря этим дополнительным степеням свободы можно будет кодировать на электронах больше информации.

а) σ+ циркулярно поляризованный свет, падающий на монослой дисульфида молибдена (MoS2), возбуждает носители заряда в K-долине (оранжевые сферы).
Свет с энергией, вырожденной с помощью А-экситона (красная стрелка), возбуждает электроны со спином вверх и дырки со спином вниз.

Наоборот, свет, соответствующий B-экситону (синяя стрелка), возбуждает электроны со спином вниз и дырки со спином вверх.
Плоскостное электрическое поле заставляет электроны накапливаться на одном краю слоя, а дырки — на другом.

б) σ-свет возбуждает носители заряда в K'-долине (зеленый) со спинами, противоположными спинам в K-долине, при этом заряды также накапливаются на противоположных краях.

в) Линейно поляризованный свет с вырожденной энергией с А-экситоном возбуждает заряды в обеих долинах, причем носители с одинаковыми спинами собираются на одном и том же краю слоя.

г) Аналогичная ситуация реализуется при возбуждении линейно поляризованным светом, вырожденным с B-экситоном, при этом спины мигрируют в противоположные стороны слоя.
Экситоны в дисульфиде молибдена (MoS2) имеют время жизни в долине (время, в течение которого они остаются в своей исходной долине перед рассеиванием) в несколько пикосекунд.

Для сравнения, время жизни электронов в долине составляет более 100 наносекунд, а дырки могут иметь еще более длительное время жизни.
Это время, доступное для завершения логических операций с использованием псевдоспина долины, и должно быть максимально большим для практических приложений.

ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИСУЛЬФИДА МОЛИБДЕНА (MoS2):
Химическая формула: MoS2
Молярная масса: 160,07 г/моль
Внешний вид: твердое вещество черного/свинцово-серого цвета
Плотность: 5,06 г/см3
Температура плавления: 2375 °C (4307 °F; 2648 K)
Растворимость в воде: нерастворим
Растворимость: разлагается царской водкой, горячей серной кислотой, азотной кислотой.
нерастворим в разбавленных кислотах
Ширина запрещенной зоны: 1,23 эВ (непрямой, 3R или 2H объемный) ~1,8 эВ (прямой, монослойный)

Структура:
Кристаллическая структура: hP6, P63/mmc, № 194 (2H) hR9, R3m, № 160 (3R)
Постоянная решетки:
а = 0,3161 нм (2Н), 0,3163 нм (3R),
с = 1,2295 нм (2H), 1,837 (3R)
Координационная геометрия: Тригонально-призматическая (MoIV) Пирамидальная (S2−)
Термохимия:
Стандартная молярная энтропия (S ⦵ 298): 62,63 Дж/(моль К)
Стандартная энтальпия образования (ΔfH ⦵ 298): -235,10 кДж/моль
Свободная энергия Гиббса (ΔfG ⦵ ): -225,89 кДж/моль

Молекулярный вес: 160,1 г/моль
Количество доноров водородной связи: 0
Количество акцепторов водородной связи: 2
Количество вращающихся облигаций: 0
Точная масса: 161,849546 г/моль
Моноизотопная масса: 161,849546 г/моль
Топологическая полярная площадь поверхности: 64,2 Å ²
Количество тяжелых атомов: 3
Формальный сбор: 0
Сложность: 18.3

Количество атомов изотопа: 0
Определено количество стереоцентров атомов: 0
Неопределенный атом Стереоцентр Количество: 0
Определенное количество стереоцентров связи: 0
Неопределенная связь Количество стереоцентров: 0
Количество ковалентно связанных единиц: 1
Соединение канонизировано: Да
Физическое состояние. порошок.
Цвет: серый
Запах: Нет данных

Температура плавления/замерзания.
Температура плавления: 1,185 °C
Начальная температура кипения и интервал кипения: данные отсутствуют.
Воспламеняемость (твердое тело, газ): данные отсутствуют.
Верхний/нижний пределы воспламеняемости или взрываемости: данные отсутствуют.
Температура вспышки: данные отсутствуют.
Температура самовоспламенения: данные отсутствуют.
Температура разложения: данные отсутствуют.
pH: данные отсутствуют.

Вязкость
Вязкость, кинематическая: данные отсутствуют.
Вязкость, динамическая: данные отсутствуют.
Растворимость в воде: данные отсутствуют.
Коэффициент распределения: н-октанол/вода:
Не применимо для неорганических веществ.
Давление пара: данные отсутствуют.
Плотность: 5060 г/см3 при 15 °C
Относительная плотность: данные отсутствуют.

Относительная плотность пара: данные отсутствуют.
Характеристики частиц: данные отсутствуют.
Взрывчатые свойства: Данные отсутствуют.
Окислительные свойства: отсутствуют
Другая информация по безопасности: данные отсутствуют.
Температура плавления: 2375 °C
Плотность: 5,06 г/мл при 25 °C (лит.)
форма: порошок
цвет: от серого до темно-серого или черного

Удельный вес: 4,8
Растворимость в воде: Растворяется в горячей серной кислоте и акварегии.
Нерастворим в воде, концентрированной серной кислоте и разбавленной кислоте.
Мерк: 146,236
Температура кипения: 100°C (вода)
Пределы воздействия     ACGIH: TWA 10 мг/м3; TWA 3 мг/м3
NIOSH: IDLH 5000 мг/м3
Стабильность: Стабильная.
Несовместим с окислителями, кислотами.
InChIKey: CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N
Ссылка на базу данных CAS: 1317-33-5 (Ссылка на базу данных CAS)

Система реестра веществ Агентства по охране окружающей среды: сульфид молибдена (MoS2) (1317-33-5)
Ширина запрещенной зоны: 1,23 эВ
Электронные свойства: 2D полупроводник
Номер CB:CB6238843
Молекулярная формула:MoS2
Молекулярный вес:160,07
Номер MDL:MFCD00003470
Файл MOL:1317-33-5.mol
Температура плавления: 2375 °C
Плотность: 5,06 г/мл при 25 °C (лит.)
растворимость: нерастворим в H2O; растворим в концентрированных растворах кислот

форма: порошок
цвет: от серого до темно-серого или черного
Удельный вес: 4,8
Запах: без запаха
Растворимость в воде: Растворяется в горячей серной кислоте и акварегии.
Нерастворим в воде, концентрированной серной кислоте и разбавленной кислоте.
Мерк: 14,6236
Температура кипения: 100°C (вода)
Пределы воздействия     ACGIH: TWA 10 мг/м3; TWA 3 мг/м3
NIOSH: IDLH 5000 мг/м3
Стабильность: Стабильная.

Несовместим с окислителями, кислотами.
InChIKey: CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N
Ссылка на базу данных CAS: 1317-33-5 (Ссылка на базу данных CAS)
Оценка продуктов питания по версии EWG: 1
FDA UNII: ZC8B4P503V
Система реестра веществ Агентства по охране окружающей среды: сульфид молибдена (MoS2) (1317-33-5)
Ширина запрещенной зоны: 1,23 эВ
Электронные свойства: 2D полупроводник
Номер CAS: 1317-33-5
Химическая формула: MoS2
Молекулярный вес: 160,07 г/моль
Ширина запрещенной зоны: 1,23 эВ

Приготовление: Синтетический - Химический транспорт паров (CVT)
Структура: Шестиугольная
Электронные свойства: 2D полупроводник
Температура плавления: 2375 °C (лит.)
Цвет: Черный / Темно-коричневый
Классификация / Семейство: Дихалькогениды переходных металлов (ДПМ), 2D полупроводниковые материалы,
Наноэлектроника, Нанофотоника, Материаловедение
Формула соединения: MoS2
Молекулярный вес: 160,07
Внешний вид: Черный порошок или твердое вещество в различных формах.

Температура плавления: 1185 °C (2165 °F)
Точка кипения: нет данных
Плотность: 5,06 г/см3
Растворимость в H2O: Нерастворим
Номер ЕС: 215-263-9
Идентификатор Pubchem: 14823
Название ИЮПАК: бис(сульфанилиден)молибден
УЛЫБКИ: S=[Mo]=S
Идентификатор InchI: InChI=1S/Mo.2S
Ключ InchI: CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N

Температура хранения: Температура окружающей среды
Точная масса: 161,849549
Моноизотопная масса: 161,849549
Линейная формула: MoS2
Номер MDL: MFCD00003470
Номер CB: CB6238843
Молекулярная формула: MoS2
Молекулярный вес: 160,07
Номер MDL: MFCD00003470
Файл MOL: 1317-33-5.mol
Температура плавления: 2375 °C
Плотность: 5,06 г/мл при 25 °C (лит.)

Растворимость: нерастворим в H2O; растворим в концентрированных растворах кислот.
Форма: Порошок
Цвет: от серого до темно-серого или черного
Удельный вес: 4,8
Запах: Без запаха
Растворимость в воде: Растворяется в горячей серной кислоте и акварегии.
Нерастворим в воде, концентрированной серной кислоте и разбавленной кислоте.
Кристаллическая структура: тип MoS2
Кристаллическая система: Шесть сторон
Мерк: 14,6236
Температура кипения: 100°C (вода)
Космическая группа: P63/mmc

Стабильность: Стабильно. Несовместимо с окислителями, кислотами.
InChIKey: CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N
Ссылка на базу данных CAS: 1317-33-5 (Ссылка на базу данных CAS)
Оценка продуктов питания по версии EWG: 1
FDA UNII: ZC8B4P503V
Система реестра веществ Агентства по охране окружающей среды: сульфид молибдена (MoS2) (1317-33-5)
Ширина запрещенной зоны: 1,23 эВ
Электронные свойства: 2D полупроводник
Номер CAS: 1317-33-5
Номер EINECS: 215-263-9
Химическая формула: MoS2
Молекулярный вес: 160,07
Стандарт: Предприятие
Кристаллическая структура: гексагональная слоистая структура

Спецификация
Внешний вид: темно-серый или черный порошок.
Анализ (BN): 99,5% мин.
Влажность: 0,3% макс.
Размер частиц (D50): 500 нм
С: 220 частей на миллион
Fe: 150 частей на миллион
Si: 180 частей на миллион
P: 50 частей на миллион
С: 30 частей на миллион
Sb: 2ppm
Cd: макс. 1 ppm.

МЕРЫ ПЕРВОЙ ПОМОЩИ при отравлении дисульфидом молибдена (MoS2):
-Описание мер первой помощи
*При вдыхании
После вдыхания:
Свежий воздух.
*В случае попадания на кожу:
Немедленно снимите всю загрязненную одежду.
Промойте кожу водой/примите душ.
*В случае попадания в глаза
После попадания в глаза:
Смойте большим количеством воды.
Снимите контактные линзы.
*При проглатывании
После проглатывания:
Дайте пострадавшему выпить воды (максимум два стакана).
При плохом самочувствии обратитесь к врачу.
-Указание на необходимость немедленной медицинской помощи и специального лечения
Нет доступных данных

МЕРЫ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ СЛУЧАЙНЫХ ВЫБРОСОВ ДИСУЛЬФИДА МОЛИБДЕНА (MoS2):
-Меры предосторожности по охране окружающей среды:
Никаких особых мер предосторожности не требуется.
-Методы и материалы для локализации и очистки:
Соблюдайте возможные материальные ограничения.
Вынимайте сухим.
Утилизируйте надлежащим образом.
Очистите пораженный участок.

МЕРЫ ПОЖАРОТУШЕНИЯ ДИСУЛЬФИДА МОЛИБДЕНА (MoS2):
-Средства пожаротушения:
*Подходящие средства пожаротушения:
Используйте меры тушения, соответствующие местным обстоятельствам и
окружающая среда.
*Неподходящие средства пожаротушения:
Для данного вещества/смеси ограничения по огнетушащим средствам не предусмотрены.
-Дополнительная информация:
Подавить (сбить) газы/пары/туманы струей воды.

КОНТРОЛЬ ВОЗДЕЙСТВИЯ/ИНДИВИДУАЛЬНАЯ ЗАЩИТА ДИСУЛЬФИДА МОЛИБДЕНА (MoS2):
-Параметры контроля:
--Ингредиенты с параметрами контроля на рабочем месте:
-Контроль экспозиции:
--Средства индивидуальной защиты:
*Защита глаз/лица:
Используйте средства защиты глаз.
Защитные очки
*Защита кожи:
Полный контакт:
Материал: Нитриловый каучук
Минимальная толщина слоя: 0,11 мм.
Время прорыва: 480 мин.
Контакт с брызгами:
Материал: Нитриловый каучук
Минимальная толщина слоя: 0,11 мм.
Время прорыва: 480 мин.
*Защита органов дыхания
Рекомендуемый тип фильтра: Тип фильтра P1
-Контроль воздействия на окружающую среду:
Никаких особых мер предосторожности не требуется.

ОБРАЩЕНИЕ И ХРАНЕНИЕ ДИСУЛЬФИДА МОЛИБДЕНА (MoS2):
-Условия безопасного хранения, включая любые несовместимости:
*Условия хранения:
Плотно закрыто.
Сухой.

СТАБИЛЬНОСТЬ и РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ДИСУЛЬФИДА МОЛИБДЕНА (MoS2):
-Реактивность:
Нет доступных данных
-Химическая стабильность:
Продукт химически стабилен при стандартных условиях окружающей среды (комнатная температура).
-Возможность опасных реакций:
Нет доступных данных
- Условия, которых следует избегать:
нет доступной информации