摘要： 利用液相剝離法制備了WS_(2)納米片,結合真空抽濾技術,控制上清液體積制備了不同厚度的WS_(2)薄膜。在此基礎上,使用800 nm飛秒激光的Z掃描技術表征了WS_(2)納米薄膜的三階非線性吸收特性。研究發現,制備的不同厚度的WS_(2)都表現出可飽和吸收特性,可飽和吸收主要是由于單光子吸收所引起的泡利阻塞效應引起;隨著厚度的增加,飽和強度基本不變,調制深度會有所提高,但是三階非線性極化率虛部的絕對值和品質因子會降低。這主要是因為較厚的薄膜缺陷更多,更容易捕獲光生載流子,從而三階非線性吸收和厚度有一定的依賴關系。可飽和吸收可以用于調Q激光器以及鎖模激光器,為WS_(2)薄膜在超快開關和超快激光的應用提供實驗支持。

摘要： 提出了一種具有增強靈敏度的錐形光纖二硫化鎢(WS_(2))-金(Au)表面等離子體共振(SPR)傳感器。通過傳輸矩陣方法對傳感器進行了理論模擬,評估了傳感器的可行性。在錐形光纖上依次涂覆WS_(2)和濺射金膜進行傳感實驗,該傳感器的實驗折射率靈敏度可達4158.171 nm/RIU,比多模光纖SPR傳感器提高了125.8%,比錐形光纖Au-WS_(2)SPR傳感器提高了50.1%。此外,該傳感器中的WS_(2)不易脫落,表現出良好的可靠性。該傳感器結構簡單、易于制造,具有高的折射率靈敏度,在生化傳感領域具有良好的應用前景。

摘要： 在化學鍍鎳過程中共沉積納米二硫化鎢(WS2)和六方氮化硼(h-BN)顆粒,制備了Ni-P-BN(h)-WS2復合鍍層,并在400°C保護氣氛中熱處理1 h。利用掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、摩擦磨損試驗機等對鍍層的成分、微觀結構及摩擦學性能進行了表征。結果表明,隨著鍍液中WS2用量的增加,鍍態鍍層中WS2的含量幾乎線性上升,BN的含量則先增大而后逐漸減小,表面胞狀結構有變粗趨勢,鍍態鍍層的顯微硬度由620 HV降至480 HV,與Si_(3)N_(4)陶瓷球之間的摩擦因數由2.27降至1.92,耐磨性呈現先降后升的趨勢。400°C熱處理后,鍍層發生晶化而析出Ni和Ni_(3)P結晶相。隨著鍍液中WS2含量的增加,鍍層的顯微硬度由868 HV降至687 HV,與陶瓷球的摩擦因數從1.90降至1.18,耐磨性與鍍態相比顯著提高。鍍液中WS2含量為2.5 g/L的復合鍍層熱處理后擁有低的摩擦因數和磨損率,綜合摩擦學性能好。

摘要： 為了實現大面積、高質量二硫化鎢(WS_(2))單層膜的可控制備,對雙功能鎢源制備硫化鎢單層膜的機理進行了研究。通過兩步化學氣相沉積(chemical vapor deposition,CVD)法,以具有雙功能的鈉鹽鎢酸鈉二水合物(Na_(2)WO_(4)·2H_(2)O)為鎢源、硫粉(S)為硫源,制備出高質量、大面積的WS_(2)單層膜,并對其形貌和結構進行了表征。同時,通過對生長溫度與載氣種類的階段性調控,闡述了WS_(2)單層膜的3個生長步驟(成核、擴展與融合和成形)及其生長機理。研究發現:鎢酸鈉在730°C的熔融態溫度下,將保護性氣體高純氬(Ar)更換為還原性氣體氬氫(Ar/H_(2))混合氣,將促進鎢源與硫源的結合以及WS_(2)薄膜的形成。在1050°C保溫結束后重新換回高純Ar,可以阻止Ar/H_(2)混合氣中的氫氣(H_(2))對WS_(2)單層膜及SiO_(2)/Si襯底的進一步刻蝕,從而獲得高質量的二硫化鎢單層膜。

摘要： 采用太赫茲散射式掃描近場光學顯微鏡(THz s-SNOM)研究了化學氣相沉積法制備的單層MoS_(2)和WS_(2)晶粒的太赫茲近場響應。在沒有可見光激發時,未探測到可分辨的太赫茲近場響應,說明晶粒具有較低的摻雜載流子濃度。有可見光激發時,由于光生載流子的太赫茲近場響應,能夠測得與晶粒輪廓完全吻合的太赫茲近場顯微圖。在相同的光激發條件下,MoS_(2)的太赫茲近場響應強于WS_(2),反映了兩者之間載流子濃度或遷移率的差異。研究結果表明,THz s-SNOM兼具超高的空間分辨率和對光生載流子的靈敏探測能力,對二維半導體材料和器件光電特性的微觀機理研究具有獨特的優勢。

摘要： 復合鈦基潤滑脂是一類較有前景的新型潤滑脂,在優化復合鈦基潤滑脂工藝的基礎上,利用Rtec多功能摩擦磨損試驗機等,考察不同粒徑及不同添加量的二硫化鎢添加劑對復合鈦基潤滑脂基本理化性能及摩擦學性能的影響。研究表明:粒徑為80 nm左右的二硫化鎢能明顯改善復合鈦基潤滑脂的抗磨性能。二硫化鎢不同的添加比例對基礎脂性能也存在影響,當添加比例為5%(質量分數)時,復合鈦基脂的摩擦系數最小、滴點最高、稠度適中,抗磨性能和理化性能均達到最佳。

摘要： 采用高能球磨對商業二硫化鎢進行活化處理,通過控制球磨工藝,制備出不同活化程度的WS_(2)析氫電催化劑。通過XRD、Raman、SEM、TEM、XPS等系列表征和電化學分析,系統研究其成分結構與電催化析氫性能。結果表明:在酸性電解液中,350 r/min球磨活化處理12 h后的WS_(2)樣品表現出最佳析氫性能,其在電流密度為10 mA/cm^(2)時的過電位η_(10)為245 mV,塔菲爾斜率為141 mV/dec,遠優于未球磨樣品,其性能提升主要歸因于球磨過程中的高能撞擊產生強力剪切和剝離作用,使晶粒破碎細化,比表面積增大的同時產生大量的孔洞缺陷和空位,暴露出更多活性位點和邊緣缺陷。

摘要： 基于半導體的太陽能光催化分解水制氫技術是一種環境友好、潛力巨大的綠色氫能制造方案.常用的塊體半導體材料一般具有較弱的可見光吸收、快速的光生載流子復合以及較低的光催化制氫效率等缺點.因此,設計開發具有寬光譜光吸收、穩定性好、催化活性高的太陽能光催化材料是促進光催化制氫發展的關鍵,也是該研究方向的挑戰之一.硫化鎘納米材料是一種常見的光催化材料,雖然表現出較好的光催化產氫性能,但是其載流子復合速率較快,可見光區響應較弱,且光腐蝕現象嚴重.本文可控制備了一種富含1T金屬相的二硫化鎢納米片,并將其作為助催化劑與一維硫化鎘納米棒進行有效耦合,成功構筑一維硫化鎘/二維二硫化鎢混合維度納米異質結,高效提升了硫化鎘半導體材料的光解水制氫活性和穩定性.高分辨透射電鏡和元素分布結果表明,一維硫化鎘納米棒和二維二硫化鎢納米片高效耦合形成混合維度異質結;X射線光電子能譜結果表明,異質結中的Cd_(3)d_(5)/2和Cd_(3)d_(3)/2相比于純硫化鎘向高能量區移動了0.6eV,而W元素峰相比于純硫化鎢向低能量區移動了0.4eV,進一步表明一維硫化鎘納米棒和二維二硫化鎢納米片間存在較強的界面耦合作用.光電流響應、阻抗譜等光電化學測試以及原位電子順磁共振譜的結果表明,一維硫化鎘/二維二硫化鎢混合維度納米異質結具有比純相硫化鎘納米棒更高的光生載流子濃度和更快的載流子分離傳輸速率.可見光激發的光催化制氫性能測試結果表明,100 mg硫化鎘納米棒與10 mg二硫化鎢納米片組裝形成的納米異質結材料(WC-10)表現出較高的光催化析氫活性和光穩定性.在可見光照射下,肉眼可見光催化體系中快速產生大量氣泡,計算出的光催化產氫速率接近70 mmol·g^(-1)·h^(-1).

摘要： 單層二硫化鎢(WS_(2))具有約2.0e V的直接帶隙,還具有優異的光電性能,是二維(2D)納米光電子器件和光電傳感器領域的重點研究對象,但晶體質量較高的單層WS_(2)的氣相生長仍然具有研究價值。在此,我們提出了一種以WO_(3)為前驅體,生長單層WS_(2)納米片的CVD方法。采用AFM、Raman和OM進行表征,測試結果證明,生長的WS_(2)薄片具有高質量的晶體結構。精確控制WO_(3)前驅體的量,可為CVD生長高質量的WS_(2)納米片提供一種新的思路。

摘要： 為探究二維層狀過渡金屬硫化物的激子效應,尤其是上轉換過程,以層狀WS_(2)樣品為例開展了研究。利用532 nm連續激光和顯微拉曼技術,探究了WS_(2)晶體中X 0、X?激子態物理起源和基本物理性質。利用633 nm連續激光,實現了WS_(2)晶體的單光子上轉換熒光增強,證實了其背后的雙共振物理機制,即入射光與X?激子態共振,在光學聲子A_(1g)、E_(2g)^(1)的輔助下躍遷至高能級X 0激子態,最后自發輻射上轉換熒光。此外,進一步對雙共振上轉換熒光的影響因素進行了分析,包括曝光時間、溫度和激發功率。擬合結果表明適當增加曝光時間、減小環境溫度和增加激發功率,WS_(2)的上轉換熒光效率會得到提升。