成果介紹

基于二維（2D）過(guò)渡金屬二硫化物（TMDs）的室溫氣體傳感器受到氣體吸附能力不足和氣體擴(kuò)散受限的限制?；诖耍瑬|南大學(xué)任元副研究員和陶立教授開發(fā)了一種簡(jiǎn)單通用的合成策略來(lái)制備介孔磷摻雜WSe2/碳復(fù)合微球（mP-WSe2/C）。以介孔聚多巴胺為模板，磷鎢酸（H3PW12O40）為前驅(qū)體，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了原位磷摻雜和三維介孔結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。同樣，其他Si/P摻雜的介孔TMD（如P-MoSe2、Si-WSe2、Si-MoSe2）復(fù)合微球是通過(guò)使用其他多金屬氧酸鹽（POMs）簇作為無(wú)機(jī)前體制備的。這種獲得的材料具有高結(jié)晶度、豐富的缺陷和完全可接近的活性位點(diǎn)。例如，我們的mP-WSe2/C基半導(dǎo)體傳感器具有出色的室溫NO2傳感性能，包括快速響應(yīng)/恢復(fù)（24秒/31秒）、高響應(yīng)（27%@100 ppm）和優(yōu)異的選擇性。理論計(jì)算證實(shí)，P摻雜通過(guò)增強(qiáng)軌道雜化效應(yīng)增強(qiáng)NO2吸附和電子轉(zhuǎn)移。這項(xiàng)工作為開發(fā)基于TMDs的高性能氣體傳感器提供了一條新途徑。

圖文導(dǎo)讀

圖1. 增強(qiáng)mP-WSe2/C氣體傳感器室溫NO2傳感性能的協(xié)同效應(yīng)示意圖。

圖2. mP-WSe2/C的制備與表征。

圖3. P摻雜WSe2的溫度依賴性生長(zhǎng)。

圖4. 介孔雜原子摻雜TMDs復(fù)合微球合成的普適性。

圖5. mP-WSe2/C在室溫下的氣敏性能。

圖6. 無(wú)線傳感器模塊應(yīng)用。

圖7. 氣敏機(jī)理研究。

來(lái)源：柔性傳感及器件