盡管在過去的幾年中已經報道了各種基於(yu) MoS2的光電探測器，但由於(yu) MoS2薄膜的低產(chan) 量和低質量，用於(yu) 光電成像的大麵積光電探測器陣列的控製製造仍然是一個(ge) 主要挑戰，本文首次展示了一種基於(yu) 疊層二硫化鉬納米片的高性能噴墨打印柔性光電探測器陣列。將季銨離子插入MoS2體(ti) 中，得到2H相MoS2納米片。在室溫下，噴墨打印光電探測器的響應率為(wei) 552.5AW-1， 探測率為(wei) 1.19×10 12 Jones，快速響應時間為(wei) 23ms，恢複時間為(wei) 26ms，具有優(you) 異的性能。 此外，成功構建了85像素/英寸的光電探測器陣列，並清晰地識別了字母“T”。這些結果表明，電化學剝離與(yu) 噴墨打印相結合在高性能光電探測器陣列中具有廣闊的国产成人在线观看免费网站前景。此外，電化學剝離還成功地得到了In2Se3、黑鱗（BP）和MoTe2的油墨。相信這項工作為(wei) 基於(yu) 二維材料的各種潛在可印刷光電子技術鋪平了道路。
拉曼在電化學剝離二硫化鉬薄膜的噴墨印刷大麵積柔性光電探測器件陣列中的国产成人在线观看免费网站
摘要：盡管在過去的幾年中已經報道了各種基於(yu) MoS2的光電探測器，但由於(yu) MoS2薄膜的低產(chan) 量和低質量，用於(yu) 光電成像的大麵積光電探測器陣列的控製製造仍然是一個(ge) 主要挑戰，本文首次展示了一種基於(yu) 疊層二硫化鉬納米片的高性能噴墨打印柔性光電探測器陣列。將季銨離子插入MoS2體(ti) 中，得到2H相MoS2納米片。在室溫下，噴墨打印光電探測器的響應率為(wei) 552.5AW-1， 探測率為(wei) 1.19×10 12 Jones，快速響應時間為(wei) 23ms，恢複時間為(wei) 26ms，具有優(you) 異的性能。 此外，成功構建了85像素/英寸的光電探測器陣列，並清晰地識別了字母“T”。這些結果表明，電化學剝離與(yu) 噴墨打印相結合在高性能光電探測器陣列中具有廣闊的国产成人在线观看免费网站前景。此外，電化學剝離還成功地得到了In2Se3、黑鱗（BP）和MoTe2的油墨。相信這項工作為(wei) 基於(yu) 二維材料的各種潛在可印刷光電子技術鋪平了道路。
光電探測器在圖像傳(chuan) 感器、光電通信、環境監測、柔性電子等領域国产成人在线观看免费网站越來越廣泛。對高性能光電探測器的需求對光活性材料的性能提出了一係列挑戰。作為(wei) 典型的二維層狀材料，過渡金屬二硫族化合物（TMDCs）具有優(you) 異的光電性能和物理性能，如高載流子遷移率、可調帶隙、強光吸收率和柔韌性。其中，MoS2具有可調諧的帶隙，這使得它比石墨烯具有更廣泛的国产成人在线观看免费网站。隨著層數的減少，MoS2的帶隙從(cong) 塊狀的1.29eV增加到單層的1.9eV，並變為(wei) 直接帶隙。由於(yu) 原子薄二硫化鉬的直接帶隙和強激子性質，觀察到強烈的光-物質相互作用。此外，這種材料在原子厚度上表現出優(you) 異的機械柔韌性。這些特性使二硫化鉬在光電国产成人在线观看免费网站，特別是光電探測器方麵表現出巨大的優(you) 勢。
近年來，人們(men) 利用微機械剝離和化學氣相沉積法（CVD）製備MoS2薄膜的光電探測器進行了大量的研究。然而，微機械剝離的成品率低和可擴展性差阻礙了MoS2光電探測器的實際国产成人在线观看免费网站。CVD被認為(wei) 是合成大麵積MoS2薄膜有前途的方法，但生長過程的嚴(yan) 格條件和較差的可重複性給圓片規模的合成帶來了困難。基於(yu) 二硫化鉬可控地大規模高性能光電探測器仍然是一個(ge) 巨大的挑戰。
作為(wei) 一種替代方案，溶液剝離的二硫化鉬納米片引起了人們(men) 的廣泛關(guan) 注，其中常用的是液相剝離（LEP）和電化學剝離（ECE）。但LEP製備的納米片厚度分布較寬，橫向長短較短，導致薄膜電性能不太理想。另外，LEP的有限產(chan) 量也製約了其更廣泛的国产成人在线观看免费网站。在ECE中一直使用鋰離子作為(wei) 插層材料，但在鋰剝離納米片中引入了大量的金屬1 T（三角）相二硫化鉬。zui近，一種新的電化學插層方法被證明使用季銨離子取代鋰離子，從(cong) 而獲得具有純2H（六方）相的高質量MoS2納米片。利用自旋塗覆納米片製備的器件獲得了10 cm2 V-1 s -1的高電子遷移率，與(yu) CVD方法製備的薄膜相當。
然而，在自旋塗覆過程中，很難控製MoS2納米片的位置和分布，嚴(yan) 重限製了電化學剝離納米片的国产成人在线观看免费网站。與(yu) 旋塗不同，噴墨印刷在小範圍內(nei) 提供了更均勻的沉積表麵。噴墨打印作為(wei) 一種典型的增材製造技術，在製造電子器件方麵顯示出巨大的前景。噴墨印刷采用按需噴射的工作模式，可以在計算機上按照預先設計好的圖案精確地將微滴噴射在基材上。這種簡便的工藝可以提高材料消耗效率，降低成本。這樣一來，二硫化鉬納米片 就可以剛好被分配到需要的位置，從(cong) 而大大提高了二硫化鉬納米片的利用率。zui近，一種基於(yu) 印刷WS2和MoS2納米片的孤立光電探測器分別被證明。然而，傳(chuan) 統LEP獲得的納米片質量差，光響應率非常令人失望，隻有1和50 mA W-1。據我們(men) 所知，用於(yu) 光電成像的印刷高性能光電探測器陣列尚未報道。
本文首次通過電化學剝離的二硫化鉬薄膜注入打印技術，展示了具有高靈敏度和快速響應速度的大麵積/高分辨率/柔性光電探測器陣列。為(wei) 了獲得集成在3×3mm麵積上的高分辨率光電探測器，設計了大量的互連片。在交叉板之間，本文沉積了一層介電物質以防短路。采用電化學剝離法製備二硫化鉬油墨，並將其轉移到電極間隙中。zui後，我們(men) 認為(wei) 這種加工方便簡單，適用於(yu) 卷對卷製造。
拉曼使用目的：分析MoS2 印刷薄膜在TFSI處理前後的表麵缺陷程度，PL發射信號對比
a）不同處理後MoS2的印刷薄膜的拉曼光譜 b）TFSI模式前後的MoS2的印刷薄膜的熒光光譜
考慮到嵌入過程中納米片的潛在損傷(shang) ，需要額外的後處理，如雙(三氟甲烷)磺酰亞(ya) 胺(TFSI)改性和退火。將打印後的器件在80℃的TFSI溶液中浸泡1 h，然後在400℃的Ar中退火，去除有機溶劑並降解襯底中的PVP。經過TFSI處理和退火處理的SiO2/Si襯底上印刷薄膜的拉曼光譜和光致發光(PL)光譜如圖3a、b所示。在385.4和404.8 cm-1處的兩(liang) 個(ge) 拉曼峰對應於(yu) MoS2麵內(nei) E1 2g和麵外A1g的振動模式。 E1 2g和A1g之間的拉曼位移約為(wei) 19.4 cm-1，表明MoS2納米片層數較少。TFSI修飾後，A1g的波數增加了約2 cm-2。這種A1g模式的轉變可以解釋為(wei) TFSI修飾了MoS2表麵的缺陷。然而，E1 2g模式比A1g更不敏感，並且沒有改變。在1.87和2.01 eV處的發射峰與(yu) PL譜中的A1和B1激子輻射一致。可以觀察到TFSI處理後PL發射的顯著增強，這可能是由於(yu) 載流子壽命的延長。此外，在TFSI處理下，納米片表麵形成的硫空位可以被重組，由此導致的深能級陷阱的減少，從(cong) 而減少了缺陷介導的非輻射重組，這也有利於(yu) PL的增強。
這篇文章報告了一種基於(yu) 二硫化鉬薄膜的噴墨印刷大麵積柔性光電探測器陣列。采用電化學剝離法製備多層MoS2納米片。並用3:1v/v鬆油醇/醇的雙溶劑體(ti) 係進行分散，可在多種基材上進行大規模噴墨印刷，包括不限於(yu) 矽和PET。通過控製插層工藝，快速獲得了豐(feng) 富、少層、均勻、純淨的2H MoS2納米片，並通過原子力顯微鏡和紫外-可見吸收光譜進行了驗證。為(wei) 了提高器件的性能，使用TFSI對打印後的薄膜進行修飾，將開/關(guan) 比提高了約20倍。因此，噴墨打印製成的光電探測器具有較高的光響應度和比探測率，分別為(wei) 552.5 AW-1和1.19 ×10 12 Jones。為(wei) 了驗證噴墨打印的大規模製造能力，這裏將噴墨打印国产成人在线观看免费网站於(yu) 光電探測器陣列的製造。測量暗電流和光電流之間的差值，並將字母“T”成像為(wei) 像素圖形。研究結果表明，將二維材料的電化學剝離與(yu) 噴墨打印相結合是下一代、大規模和高性能光電器件的一種很有前途的方法。拉曼和PL的主要作用，就是分析通過TFSI修飾後MoS2納米片結構的改變，以及PL信號增強背後的原因。
華中科技大學史鐵林教授簡介：男，教授，博士生導師，史鐵林（Shi Tielin，Professor），1964年1月出生，中共黨(dang) 員，博士，教授，博士生導師，guo家級領軍(jun) 人才，曾任機械學院黨(dang) 委書(shu) 記。1985年本科、1988年碩士畢業(ye) 於(yu) 西安交通大學，1991年博士畢業(ye) 於(yu) 華中理工大學，1993年博士後出站，進入華中科技大學（原華中理工大學）工作。現任中國振動工程學會(hui) 常務理事，中國振動工程學會(hui) 動態信號分析專(zhuan) 業(ye) 委員會(hui) 主任委員，中國振動工程學會(hui) 故障診斷專(zhuan) 業(ye) 委員會(hui) 副主任委員，中國微米納米技術學會(hui) 理事，《Frontiers of Mechanical Engineering》副主編、《機械工程學報》、《振動工程學報》、《中國機械工程》、《中國工程機械學報》、《振動與(yu) 衝(chong) 擊》、《振動測試與(yu) 診斷》等雜誌編委。先後獲guo家教委科技進步二等獎（国产成人在线观看免费网站類），guo家教委科技進步一等獎（理論類），機械工業(ye) 部科技進步一等獎，guo家科技進步三等獎，中國青年科技獎，全國博士後、湖北省五四青年獎章、中國機械工程學會(hui) 傑出青年科技獎、首批“新世紀百千萬(wan) 人才工程”guo家級人選等榮譽稱號等。主持完成或承擔科研項目40多項，包括guo家973項目、guo家863項目、guo家自然科學基金重大研究計劃培育項目、guo家自然科學基金麵上項目、軍(jun) 口973項目、總裝預研項目等。發表學術論文250餘(yu) 篇，其中SCI論文100篇，申請guo家發明專(zhuan) li80多項，授權50多項。
文章信息：該成果以“Inkjet-Printed, Large-Area, Flexible Photodetector Array Based on Electrochemical Exfoliated MoS2 Film for Photoimaging”為(wei) 題發表在知名期刊Journal of The Advanced Engineering Materials上，史鐵林和孫博為(wei) 通訊作者。
本研究采用的是Nanobase的XperRam Compact共聚焦顯微拉曼光譜儀(yi) 係統。
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