超薄二維材料以其獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)特點(diǎn),被認(rèn)為是構(gòu)建新一代納米電子器件的最佳材料,然而較差的導(dǎo)電性能嚴(yán)重阻礙了它們的進(jìn)一步應(yīng)用??紤]到超薄二維材料電輸運(yùn)性質(zhì)與電子結(jié)構(gòu)密切相關(guān),研究人員通過氫原子摻雜,在三元過渡金屬硫?qū)倩衔顲u2MX4(M=Mo、W;X = S,Se)中注入電子,實(shí)現(xiàn)了其電輸運(yùn)性能由半導(dǎo)體到金屬的轉(zhuǎn)變。?
以Cu2WS4為例,通過鋰離子插層輔助的液相剝離法,成功實(shí)現(xiàn)了氫化Cu2WS4納米片的制備。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,氫離子的摻雜使得Cu2WS4由本征的半導(dǎo)體而轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘?,同時(shí)伴隨著電導(dǎo)率近1010的提高,氫化Cu2WS4組裝而成的納米片薄膜室溫電導(dǎo)率高達(dá)2.9×104 S m-1。同時(shí),氫化Cu2WS4納米片的金屬性非常穩(wěn)定,在高達(dá)350 oC的溫度下退火仍能保持不變?;谄涓唠妼?dǎo)率和穩(wěn)定的金屬特性,氫化Cu2WS4納米片作為電極材料被用于全固態(tài)超級(jí)電容器的設(shè)計(jì)中,并呈現(xiàn)出優(yōu)良的電化學(xué)性能。該研究為設(shè)計(jì)高電導(dǎo)率的電極材料提供了新的途徑。
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(化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院、iChEM)
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