增强二维MoS2/InSe纳米颗粒夹心结构的导热性能

本研究论文聚焦于二维材料在热管理领域的创新应用，主要探讨了MoS2(二硫化钼)与InSe(硒化铟)纳米颗粒(MNPs)组成的混合夹心结构在导热性能上的提升。研究人员采用化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)相结合的方法，在SiO2/Si基底上成功构建了新型的MoS2/InSe-NPs/MoS2三层结构。这种混合结构因其独特的设计，展现出在太阳能转换、热电发电和光电晶体管等领域的潜在应用价值。 研究团队利用扫描电子显微镜(SEM)细致地分析了混合结构的形貌，揭示了InSe-NPs如何影响MoS2层的微观特征。他们通过拉曼光谱技术，特别是在依赖于温度和功率的情况下，对热性能进行了深入研究。具体来说，对于含有InSe-NPs的样品，发现E12g和A1g振动模式的温度系数分别为-0.01722和-0.01575 cm⁻¹/K，相较于无InSe-NPs的纯MoS2层，显示出明显的增大。这表明InSe-NPs的存在可能增强了MoS2层对温度变化的响应，从而提高了其热传导性能。 实验结果显示，SiO2/Si基底上的MoS2/InSe-NPs/MoS2复合样品的热导率达到了约102.3 W/mK，而纯MoS2/MoS2结构的热导率则为81.7 W/mK。这一显著的提升证实了混合结构在提高热效率方面的潜力。这种新颖的半导体/金属-NP掺杂的2D-MoS2三明治结构不仅提供了新的电子结构研究视角，还可能影响光电设备中的电荷传输和热传递过程。 通过界面处的电子-声子相互作用的研究，这项工作揭示了InSe-NPs引入的局部应变对整体性能的影响，这对于优化未来基于2D材料的高效热管理器件具有重要意义。该研究不仅为设计和制备高性能热管理材料提供了一种有效策略，而且拓宽了理解二维材料混合结构及其在实际应用中的行为的新路径。