دانلود ترجمه مقاله نقش نفوذ لایه مرزی در افزایش رسوب بخار نانو صفحات کالکوژنید در GeS

• فهرست مطالب:

چکیده
نتایج و بحث
نتایج

• بخشی از ترجمه:

این کار سنتز نانوورقه های GeS با استفاده از پروسه های رسوبدهی بخار را مطرح و با استفاده از تکنیک های رسوب دهی بخار راجع به این مسئله توضیح می دهد که رفتار رشد نانوورقه ها با فیلم های نازک و نانومواد دیگر تفاوت دارد (نانوسیم ها، نانولوله ها، و گرافن ها). رشد نانوورقه های GeS تابع تاثیرات قوی نفوذ مواد منبع در لایه مرزی جریانات گاز می باشد. نفوذ لایه مرزی مرحله تعیین کننده رشد تحت شرایط آزمایشی نمونه بوده (۲۰-۴۰ Torr, ∼۳۰۰ C) و نانوورقه هایی با کیفیت بالا تنها در رژیم محدود شده با نفوذ توانایی رشد دارند. این مسئله با سنتز نانومواد دیگر ( نانوسیم ها، نانولوله ها، و گرافن) مغایرت دارد که به طور نمونه محدود شده با واکنش بوده و نفوذ لایه مرزی نقش جزئی ایفا می کند. آن با رشد رسوبدهی بخار فیلم های نازک نیز تفاوت دارد که رشد محدود شده با نفوذش به طور نمونه در فشاربالا (به طور مثال فشار محیطی) و دمای بالا رخ می دهد. به علاوه، فیلم های نازک با کیفیت بالا مرحله تعیین کننده نرخ رشد نه نفوذ را به عنوان واکنش رشد در نظر می گیرند ، مثل کاری که نانوورقه ها انجام می دهند.
این رفتار رشد غیر عادی نانوورقه های GeS با رشد سریع نانوورقه ها، به طور نمونه در مقیاس ∼۳ -۵ μm/min ارتباط دارد که تقریباً یک مرتبه دامنه بزرگتر از نانومواد دیگر و فیلم های نازک نمونه می باشد. به علاوه، آنالیز دینامیکی همبستگی شهودی شار نفوذ با دبی گاز حامل و فشار کل در سیستم سنتتیکی را آشکار می سازد. به عقیده ما، مدل رشد محدود شده با نفوذ عموماً در سنتز سایر نانوورقه های کالکوژنید که رشد آنها سریع است، کاربرد داشته و قابل اجرا می باشد. دانش جدیداً کسب شده برای رشد محدود شده با نفوذ می تواند راهنمای مفیدی برای توسعه الگوهای عمومی کنترل رشد نانوورقه ها فراهم نماید.

• بخشی از مقاله انگلیسی:

semiconductor materials with reduced dimensionality construct an important cornerstone for modern materials science.1 In contrast to one-dimensional (1D) semiconductor nanowires and zerodimensional (0D) quantum dots, which have been extensively studied,2
۱۰ studies of two-dimensional (2D) semiconductor nanosheets have remained limited. One key reason is the lack of sophisticated capabilities to synthesize nanosheets with physical features precisely controlled, including morphology, size, structure, and interface. The properties of low-dimensional materials strongly depend on physical features.1 Therefore, the capability of synthetic control is necessary for employing nanosheets as a functional material platform for both fundamental and applied interest. Of the most interest is the nanosheet of layered chalcogenide materials, including transition metal dichalcogenides (MoS2, TiS2, WS2, etc.) and chalogenides of group III (GaSe, GaTe, InSe), group IV (GeS, GeSe, SnS, SnSe, GeSe2, etc.), and group V elements (Bi2Se3, Bi2Te3). These materials show graphite-like layered structures with strong intralayer covalent bonding and weak interlayer van del Waals forces.11,12 The chalcogenide nanosheet holds great promise for a wide range of fields such as solar energy conversion,13 field effect transistors,14,15 novel optoelectronic devices,16 and energy storage.17 Traditional ways to produce chalcogenide nanosheets rely on exfoliations from bulk materials, which provides limited control of the physical features of resulting nanosheets.18 Synthetic approaches are promising to enable control of physical features from an atomic level. Current synthetic strategies for nanosheets primarily focus on solution-based processes, such as solvothermal reactions.19
۲۶ However, the solution-produced nanosheet may have solvent residues adsorbed at the surface that are difficult to remove and can substantially modify the nanosheet’s intrinsic properties. Nonsolution approaches, for instance, chemical or physical vapor depositions, have also been explored for the growth of nanosheets.27
۳۷ These methods can provide clean nanosheets to serve as a useful material platform for fundamental and applied research.33,38 However, little attention has been paid to the fundamental understanding of the vapor deposition growth of nanosheets. A fundamental understanding is very important for the development of synthetic control. While vapor deposition techniques have been extensively studied in the growth of thin films and nanomaterials including nanowires,2,39 nanotubes,40 and graphene,41 knowledge obtained from these materials cannot simply apply to the synthesis of singlecrystalline 2D nanosheets.42
۴۴ The vapor deposition growth of the existing nanomaterials often involves catalysts.40,41,45,46 The catalyst is typically a metal material and sometimes can be the same as one component of the resulting nanomaterials.47,48 In a typical synthesis, catalysts first react with source materials (vapor phase) to form an alloy, for example, Ni
C alloy formed during the process of nickelcatalyzed growth of graphene.49 Nanomaterials can be produced by precipitation from the alloy due to a supersaturation of source materials inside. During this process, both nucleation and growth steps are governed by the catalyst. Therefore, rational design of the catalyst is a major strategy to control this catalyzed synthesis.2,50 In contrast, the synthesis of 2D chalcogenide nanosheets with vapor depositions is not catalytic.33,35,36,51,52 The anions of chalcogenide materials (sulfide, selenide, and telluride) are highly reactive. It is difficult to find suitable catalysts that can survive the highly reactive chalcogenide vapor at elevated temperatures and can also facilitate a two-dimensional growth to yield nanosheets. Without the guidance of catalysts, the growth of 2D nanosheets may be subject to the strong influence of many experimental parameters, which may play only a negligible role in catalyzed growth,29,53 for instance, the boundary layer of gas flows.