Sokołowski Stanisław
Zakład Chemii Fizycznej i Radiochemii
Pracownia Spektroskopii i Oddziaływań Międzycząsteczkowych
Lokalna charakterystyka fizykochemiczna modyfikowanych termicznie cienkich kryształów MoS2
Stanisław Sokołowski
Promotor: dr hab. Robert Szoszkiewicz prof. ucz.
Urządzenia oparte na cienkich warstwach disiarczku molibdenu, podczas swojej pracy wydzielają energię na sposób ciepła, dlatego istotnym aspektem jest poznanie zmian zachodzących dla takich materiałów w podwyższonej temperaturze. [1] Pomimo dużej ilości przeprowadzonych badań, interakcje tlenu z MoS2 nadal nie są dobrze poznane. Powyżej 200°C ekspozycja na tlen prowadzi do znacznego transferu elektronów z powierzchni MoS2. [2] W temperaturach powyżej 320°C, zaobserwowano reżim trawienia oksydacyjnego z trójkątnymi wgłębieniami, powstającymi na podstawowych płaszczyznach. Ponad to, w 410°C powstaje MoO3 na powierzchni. [3] Natomiast powyżej 470°C MoO3 zaczyna sublimować. [4] Badania dotyczące utleniania pojedynczych płatków MoS2, również pokazują powstanie trójkątnych wgłębień wytrawiających, których krawędzie są zlokalizowane wzdłuż zygzakowatych kierunków związanych z rozmieszczeniem molibdenu w strukturze. [2]
Celem pracy, była lokalna charakterystyka fizykochemiczna cienkich kryształów MoS2 po termicznej modyfikacji oraz próba identyfikacji form tlenków molibdenu powstałych w warunkach związanych z trawieniem oksydacyjnym. Za pomocą mikroskopii sił atomowych (ang. AFM) wykonano rozcieranie oraz obrazowanie powierzchni MoS2, natomiast rentgenowskiej spektroskopii absorpcyjnej (ang. XAS) wykonano chemiczną charakterystykę powierzchni oraz porównanie próbek zmodyfikowanych i niezmodyfikowanych. Połącznie wyników AFM oraz XAS pozwoliło jednoznacznie potwierdzić chemiczną obecność α-MoO3 głównie w postaci luźno związanych z powierzchnią MoS2 nanocząstek o rozmiarach ok. 0.32 nm. [5] Ponad to, pokazano możliwość powstawania MoO3 w warunkach powiązanych z trawieniem oksydacyjnym, w którym nie zaobserwowano wcześniej produkcji tritlenku molibdenu.
Literatura:
[1] Radisavljevic B., Radenovic A., Brivio J., Nature Nanotech, 2011, 6, 147–150. 22123-22129.
[2] Yamamoto M., Einstein T. L., Fuhrer M. S., and Cullen W. G., J. Phys. Chem. C 2013 117 (48), 25643-25649.
[3] Spychalski W. J., Pisarek M. and Szoszkiewicz R., J. Phys. Chem. C 2017, 121, 46, 26027–26033.
[4] Ukegbu U., and Szoszkiewicz R., J. Phys. Chem.C 2019 123 (36).
[5] Rogala M., Sokołowski S., Ukegbu u., Mierzwa A. and Szoszkiewicz R., Adv. Mater. Interfaces, 2021, doi: 10.1002/admi.202100328.