脉冲模式阳极弧放电制备二硫化钼少层薄片
材料科学
2020-01-08 v1 应用物理
等离子体物理
摘要
本文首次报道了通过阳极常压弧放电合成二硫化钼(MoS2)薄片的方法。垂直电极构型由复合阳极(填充MoS2粉末的空心石墨阳极)和置于复合阳极正上方的实心石墨阴极组成。弧过程以脉冲模式运行,以优先蒸发阳极中的粉末组分并最小化碳烧蚀。脉冲阳极弧放电在300 Torr氦气中、2 Hz和10%占空比下开展,峰值电流250-300 A,峰值电压35 V。将钨丝制成的探针置于弧柱附近以收集蒸发材料。测量的厚度分布与粒子通量分布相关联,并通过简单的等离子体膨胀模型进行拟合。在脉冲阶段,电子密度估计约为5E22 m-3或更高,离子电流密度约为10 A/mm2。通过拉曼光谱、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对样品的形貌、结构和组成进行了表征。研究表明,复合阳极的脉冲弧放电导致适度的碳沉积与MoS2沉积相结合,沉积形式包括碎裂纳米晶和MoS2少原子单层。得益于脉冲功率的灵活性,此类合成技术有望制备具有定制结构和功能的新型二维纳米材料。
引用
@article{arxiv.2001.02041,
title = {Few-layer flakes of Molybdenum Disulphide produced by anodic arc discharge in pulsed mode},
author = {Carles Corbella and Sabine Portal and M. A. S. R. Saadi and Santiago D. Solares and Madhusudhan N. Kundrapu and Michael Keidar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.02041},
year = {2020}
}