나노물질
산업 제조
다층(ML) 및 소수층(FL) Ti3 C2 Tx 나노시트는 일반적인 에칭 및 박리 절차를 통해 준비되었습니다. 다양한 특성을 통해 ML-Ti3의 주요 터미널 그룹이 C2 Tx 및 FL-Ti3 C2 Tx O 관련 및 하이드록실 그룹에 각각 할당된 다릅니다. 지배적인 단자의 이러한 편차는 다른 물리적 및 화학적 성능을 초래하고 결국 나노시트가 다른 잠재적인 응용을 갖도록 합니다. 특히 Ag 나노입자와 결합하기 전에 ML-Ti3 C2 Tx 더 강한 근거리 향상 효과를 나타낼 수 있습니다. 그러나 Ag/FL-Ti3 C2 Tx 하이브리드 구조는 말단 하이드록실 그룹에 의해 제공될 수 있는 전자 주입으로 인해 더 강한 근거리장을 제한할 수 있습니다.
Ti3 C2 Tx 그래핀과 유사한 구조를 갖는 대표적인 2차원 층상 전이금속 탄화물은 고유한 특성, 특히 큰 비표면적 등으로 인해 촉매, 에너지 및 의약 분야에서 폭넓은 응용 가능성으로 큰 주목을 받고 있습니다. [1,2,3,4,5,6]. Ti3의 물리적 및 화학적 성능이 입증되었습니다. C2 Tx Tx라고 하는 터미널 그룹에 의해 결정될 수 있습니다. 공식(일반적으로 -F, -O 및/또는 -OH)에서 다른 준비 절차를 선택하여 조정할 수 있습니다[7, 8]. 예를 들어, 일부 실험 결과는 Ti3의 친수성 소수성 평형이 C2 Tx Ti3의 –O 터미널 그룹과 일부 에이전트 그룹과 상호 작용하여 변조할 수 있습니다. C2 Tx [9], Ti3의 수산기와 연결하여 Pb 흡착 능력을 향상시킬 수 있습니다. C2 Tx [10]. 그 동안 일부 이론적 연구에서는 부착된 메톡시 그룹이 Ti2의 안정성을 향상시킬 수 있다고 결정했습니다. C 및 Ti3 C2 [11], 그리고 O-관련 말단 그룹은 다양한 나노시트의 리튬 이온 저장 용량을 향상시킬 수 있다[12]. 특정 터미널 그룹과 함께 고유한 계층 구조를 활용하여 다양한 응용 프로그램 외에도 Ti3 C2 Tx 플라즈몬 성능도 나타낼 수 있으며 공명 파장은 단자 및/또는 두께에 의해 조정될 수 있으며 [13], Ti3 C2 Tx 여기에서 전자기장을 제한할 수 있으며 결국 광대역 완전 흡수기[14, 15], 테라헤르츠 차폐 장치[16], 광자 및/또는 분자 검출기 또는 센서[17,18,19]로 사용될 수 있습니다. 그러나 대부분의 이전 연구는 에칭 조건에 따라 달라지는 말단 그룹[20] 또는 전체 플라즈몬 성능[21]에 초점을 맞추었습니다. 따라서 Ti3의 말단 그룹 간의 관계를 체계적으로 연구하는 것은 흥미로운 일입니다. C2 Tx 강한 제한 전자기장으로 인해 표면 강화 라만 산란 감지와 같은 많은 광학 관련 분야에서 이러한 효과가 널리 사용되기 때문에 서로 다른 층과 근거리장 향상 효과가 있습니다[22,23,24].
이 연구에서는 터미널 옵션을 단순화하고 위험한 HF 사용을 피하기 위해 LiF와 HCl의 혼합 에칭제를 사용하여 에칭 공정에서 불소 터미널(–F)을 최소화했습니다[25]. 또한, 다층 Ti3를 박리하기 위해 수중 초음파 처리 절차가 수행되었습니다. C2 Tx (ML-Ti3 C2 Tx ) 소수 계층 Ti3으로 C2 Tx (FL-Ti3 C2 Tx ) 다른 시약을 도입하지 않고. 그 결과 얻어진 Ti3 C2 Tx 이 작업에서 서로 다른 레이어가 있는 것은 주로 O 또는 OH 관련 그룹에 의해 종료되어 ML-Ti3를 만듭니다. C2 Tx 또는 FL-Ti3 C2 Tx 나노시트는 서로 다른 물리적 및 화학적 특성을 나타내어 결국 서로 다른 근접 개선 성능을 나타냅니다. 또한 Ti3로 구성된 하이브리드 구조 C2 Tx 및 Ag 나노 입자가 준비되었으며 해당 커플링 효과도 조사되었습니다. 이러한 Ti3의 말단 종속 플라즈몬 성능에 관한 이러한 탐색 C2 Tx 다양한 레이어와 구성으로 사람들이 적절한 Ti3를 선택하는 데 도움이 될 수 있습니다. C2 Tx - 일부 특정 광학 분야의 재료 기반.
ML-Ti3 C2 Tx 이전에 보고된 수정된 방법[26]에 따라 작성되었습니다. 일반적인 에칭 공정은 1g의 LiF를 20mL의 묽은 HCl 용액(6M)에 교반하면서 용해시켜 LiF 용액을 준비하는 것으로 시작되었습니다. 이어서 Ti3 1g AlC2 상기 용액에 분말을 천천히 첨가하고 교반하면서 에칭 공정을 70°C에서 45시간 동안 유지하였다. 그런 다음 젖은 침전물을 현탁액의 pH가 6보다 커질 때까지 탈이온수로 여러 번 세척했습니다. 그 후 현탁액을 수집하여 ML-Ti3으로 명명했습니다. C2 Tx . FL-Ti3를 얻으려면 C2 Tx , ML-Ti3 C2 Tx Ar 분위기에서 2시간 동안 초음파 처리하여 추가 박리된 다음 1시간 동안 3500rpm에서 원심분리했습니다.
AgNO3 혼합용액을 준비하면서 하이브리드 물질의 합성을 시작하였다. (12.5mL, 2mmol/L) 및 NaC6 H5 O7 (12.5mL, 4mmol/L) 실온에서. PVP 용액(25mL, 0.1g/mL)을 빠르게 첨가한 후 Ti3 C2 Tx 용액(5 mL, 0.05 mg/mL)을 실온에서 10분 동안 교반하면서 혼합 용액에 천천히 첨가하였다. 이어서, 상기 혼합 용액을 70°C까지 가열하여 45시간 동안 반응시켰다. 원심 분리 후 제품을 물에 보관하고 Ag/ML-Ti3로 명명했습니다. C2 Tx 및 Ag/FL-Ti3 C2 Tx , 각각 Ti3 유형에 따라 C2 Tx 절차에 사용됩니다.
전계 방출 주사 전자 현미경(Carl ZEISS Sigma)과 두 개의 투과 전자 현미경(JEM-2100F 및 JEM-1400Flash)을 사용하여 샘플의 형태를 결정했습니다. 0.02° 간격으로 2θ =5°–80° 범위의 X선 회절(XRD) 패턴을 분말 회절계(X'Pert PRO MPD)에 기록했습니다. ML-Ti3의 제타 전위 및 표면 상태 C2 Tx 및 FL-Ti3 C2 Tx Malvern Zetasizer(Nano-ZS90)와 X선 광전자 분광기(XPS, ESCALAB 250Xi)로 측정하였다. 샘플의 흡수 및 라만 성능은 UV-Vis 분광 광도계(CARY 5000) 및 라만 분광기(LabRAM HR Evolution)로 각각 기록되었습니다. 라만 검출의 여기 파장은 532nm였으며 일반적인 라만 측정 및 표면 강화 라만 산란(SERS) 특성화에 대한 레이저 출력은 각각 12.5mW 및 0.05mW였습니다.
ML-Ti3의 두 가지 형태 C2 Tx 및 FL-Ti3 C2 Tx 그림 1a, b 및 c, d에 각각 표시됩니다. FL-Ti3 C2 Tx 레이어 번호가 ML-Ti3보다 훨씬 작음을 나타내는 더 투명해 보입니다. C2 Tx . 그림 1e는 모든 샘플의 XRD 패턴을 보여줍니다. Ti3 AlC2 및 ML-Ti3 C2 Tx 일부 이전 보고서 [26,27,28].와 잘 일치하는 일반적인 단계 기능을 보여줍니다. ML-Ti3의 강렬한 (002) 피크가 C2 Tx Ti3보다 낮은 각도로 이동 AlC2 , MAX 상에서 Al 원자가 제거되고 c 축을 따라 확장됨을 의미합니다. ML-Ti3의 회절 피크와 비교 C2 Tx , FL-Ti3의 확장된(002) 피크 및 사라진(004) 및 (008) 피크 C2 Tx 소수층 샘플의 성공적인 준비를 결정했습니다[29]. 또한, FL-Ti3의 (002) 피크 C2 Tx ML-Ti3보다 약간 높은 각도로 위치 C2 Tx , ML-Ti3 C2 Tx 및 FL-Ti3 C2 Tx 준비된 대로 Ti3 C2 Tx (ML-Ti3 C2 Tx )는 에칭제로 HF 없이 -F로 주로 종료되지 않으며 XRD 패턴에서 끌어당기는 해당 c 매개변수는 이전 작업에서 보고된 것과 잘 일치합니다[25, 30].
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형태 및 위상 결정. 아 , b ML-Ti3의 SEM 및 TEM 이미지 C2 Tx . ㄷ , d FL-Ti3의 SEM 및 TEM 이미지 C2 Tx . 이 Ti3의 XRD 패턴 AlC2 , ML-Ti3 C2 Tx 및 FL-Ti3 C2 Tx
그림 2a는 ML-Ti3의 라만 스펙트럼을 보여줍니다. C2 Tx 및 FL-Ti3 C2 Tx . 라만 신호는 200–800cm −1 범위에서 신호를 보내는 것을 볼 수 있습니다. 두 샘플 모두 매우 유사합니다. 그 중 717cm의 피크 −1 A1g 때문입니다. Ti 및 C 원자의 대칭적인 면외 진동, 244, 366 및 570cm에서 피크 −1 Ti, C 및 표면 터미널 그룹의 평면(전단) 모드에서 각각 발생합니다[31, 32]. 800~1800cm −1 범위의 라만 신호 , ML-Ti3와 비교 C2 Tx , FL-Ti3 C2 Tx 1580cm −1 에서 더 강한 라만 신호를 보여줄 뿐만 아니라 (G 밴드), 1000–1200cm −1 에서 두 개의 신흥 라만 밴드도 나타냅니다. 및 1300cm −1 (D 밴드). 여기서 D 밴드의 출현은 일부 Ti 원자가 벗겨지고 더 많은 C 원자가 주변에 노출되었음을 나타냅니다[33]. 따라서 FL-Ti3의 통합 라만 강도는 C2 Tx 이 범위에서 ML-Ti3보다 약간 큽니다. C2 Tx , FL-Ti3 C2 Tx 더 많은 말단기를 흡착합니다. ML-Ti3의 제타 전위 C2 Tx 및 FL-Ti3 C2 Tx 추가 파일 1:그림 S1에서 볼 수 있듯이 각각 -4.38 및 -26.9 mV이며, 이는 C2 Tx 음전하가 있는 더 많은 그룹에 의해 종료됩니다.
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아 라만 스펙트럼 및 b FL-Ti3의 정규화된 흡수 스펙트럼 C2 Tx 및 ML-Ti3 C2 Tx . b의 삽입 FL-Ti3의 흡수 밴드를 나타냅니다. C2 Tx 및 ML-Ti3 C2 Tx UV 영역에서
그림 2b에 표시된 UV-Vis 스펙트럼은 FL-Ti3 C2 Tx 및 ML-Ti3 C2 Tx 두 개의 지배적인 흡수 밴드를 나타냅니다. UV 영역(225–325nm)에서 FL-Ti3 C2 Tx 밴드 갭 전이 [34]에 해당하는 상대적으로 더 강한 흡수 밴드를 표시합니다. 이는 FL-Ti3에서 더 많은 -OH 그룹이 종료되었음을 의미합니다. C2 Tx [35]. 한편, 두 샘플의 장파장 흡수 대역(600-1000 nm)을 비교하면 FL-Ti3의 상대 강도가 C2 Tx 이 범위에서 ML-Ti3보다 분명히 낮습니다. C2 Tx , ML-Ti3 C2 Tx 주로 -O [35]로 종료됩니다. FL-Ti3 C2 Tx 말단 -OH 그룹이 친수성과 시트 사이의 정전기적 반발성을 나타내기 때문에 수용액에 잘 분산될 수 있다[31, 36]. ML-Ti3의 경우 C2 Tx 더 많은 -O 터미널을 사용하면 처음에만 정지를 형성할 수 있으며 추가 파일 1:그림 S2a와 같이 이후에 입금됩니다.
ML-Ti3에서 종단된 표면 그룹에 더 많은 빛을 비추기 위해 C2 Tx 및 FL-Ti3 C2 Tx , 두 샘플의 XPS 스펙트럼이 수집되었으며 그림 3에 나와 있습니다. 표면 상태에 대한 모든 해당 세부 정보는 추가 파일 1:표 S1에 요약되어 있습니다. FL-Ti3에서 Ti-C의 비율 C2 Tx (9.80%) ML-Ti3보다 낮습니다. C2 Tx (17.31%), FL-Ti3에서 C–C 비율 C2 Tx (44.62%)가 더 높다. 이러한 표면 상태 변화는 FL-Ti3 표면에서 Ti 원자의 손실과 더 많이 노출된 C 원자의 증거입니다. C2 Tx , 이는 그림 2a에 표시된 라만 스펙트럼에서 새로운 D 밴드와 일치합니다. 증가된 C-Ti-Tx FL-Ti3의 비율 C2 Tx (21.27%)는 ML-Ti3보다 표면에 더 많은 활성 말단기가 흡착되어야 함을 나타냅니다. C2 Tx , 이는 추가 파일 1:그림 S1에 표시된 Zeta 전위 결과와 일치합니다. 터미널 그룹의 수량 외에도 XPS 결과 분석은 FL-Ti3 C2 Tx 및 ML-Ti3 C2 Tx 그림 1e에 표시된 (002) 회절 피크에 의해 제안된 다른 지배적인 작용기에 의해 종결되었습니다. 이 두 샘플의 O 1 스펙트럼과 관련하여 ML-Ti3 표면에서 더 많은 O 관련 상태가 발견되었음을 분명히 알 수 있습니다. C2 Tx , 그리고 그들 중 일부는 Ti3를 형성하기 위해 해리될 수 있는 흡착된 산소 분자입니다. C2 Ox 따라서 O2를 격퇴합니다. ML-Ti3의 추가 산화를 방지하기 위해 공기 중에서 C2 Tx [37]. 결과적으로 ML-Ti3 C2 Tx 더 낮은 TiO2로 더 나은 내산화성을 나타내는 것으로 보입니다. FL-Ti3보다 비율(13.98%) C2 Tx (19.60%).
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ML-Ti3의 XPS 스펙트럼 C2 Tx 및 FL-Ti3 C2 Tx 아 Ti2p, b C1, c O1
Figs의 관찰과 분석을 바탕으로 하였다. 1, 2 및 3, 둘 다 ML-Ti3 C2 Tx 및 FL-Ti3 C2 Tx 음전하를 가진 일부 작용기에 의해 종결되며 그룹의 양과 지배적 유형은 상당히 다릅니다. 한편, FL-Ti3의 터미널 그룹 수 C2 Tx ML-Ti3보다 큽니다. C2 Tx . 반면, ML-Ti3의 지배적인 터미널 구조는 C2 Tx Ti3입니다. C2 O2 , ML-Ti3 C2 Tx FL-Ti3의 경우 공중에서 더 안정적입니다[38]. C2 Tx , 주로 Ti3으로 종료됩니다. C2 (OH)2 , FL-Ti3에 도움이 됩니다. C2 Tx 수용액에 잘 분산된다[36].
Ti3 C2 Tx 기능적 말단기가 있는 분자는 우수한 흡착 성능을 나타낼 수 있으므로 표면 강화 라만 산란(SERS) 기질로 작용하여 양전하를 띤 프로브 분자의 라만 활성을 향상시킬 수 있습니다[3, 39, 40]. ML-Ti3와 비교 C2 Tx , FL-Ti3 C2 Tx 더 많은 음전하로 종결되는 것으로 결정되었기 때문에 더 나은 흡착 능력을 나타내야 합니다. 이러한 더 나은 흡착 성능은 R6G와 FL-Ti3 혼합 용액의 광학 사진에서 입증되었습니다. C2 Tx 추가 파일 1에 표시된 대로:그림 S2b. 그러나 그림 4a는 ML-Ti3 C2 Tx 기질은 분명히 FL-Ti3보다 더 나은 SERS 활동을 수행합니다. C2 Tx 하나. ML-Ti3 고려 C2 Tx -O 터미널이 있는 표면 플라즈몬 공명 흡수[3, 15, 39, 41]에 할당될 수 있는 약 800nm 중심의 더 강한 흡수 밴드를 나타내므로 ML-Ti3 C2 Tx SERS 활동이 더 강하면 그림 2b와 같이 상대적으로 더 강한 표면 플라즈몬 공명에 의해 유도된 더 강한 근거리장 효과에서 기인해야 합니다.
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아 R6G의 SERS 스펙트럼(10 –3 M) ML-Ti3 포함 C2 Tx 및 FL-Ti3 C2 Tx . ㄴ R6G의 SERS 스펙트럼(10 –6 M) Ag/ML-Ti3 포함 C2 Tx 및 Ag/FL-Ti3 C2 Tx . ㄷ FL-Ti3에서 전자 전달의 개략도 C2 Tx 그들의 일 함수 차이로 인해 Ag NP로. Wm 및 Ws Ag NP 및 FL-Ti3의 일 함수를 나타냅니다. C2 Tx , 각각
터미널 그룹과 Ti3의 근접한 효과 사이의 관계를 더 탐구하기 위해 C2 Tx 나노시트, Ti3로 구성된 하이브리드 구조 C2 Tx 소수의 층 및 다층을 포함하는 나노시트 및 Ag 나노입자(NP)가 합성되었으며 이에 따라 Ag/FL-Ti3로 표시됩니다. C2 Tx 및 Ag/ML-Ti3 C2 Tx , 각각. 두 하이브리드 샘플의 형태는 추가 파일 1에 나와 있습니다. 그림 S3. 삽입은 ML-Ti3에 로딩되는 Ag NP의 해당 크기 분포를 나타냅니다. C2 Tx (5–40 nm)는 FL-Ti3보다 큽니다. C2 Tx (2–20nm). 직관적으로 Ag/ML-Ti3 C2 Tx Ag/FL-Ti3보다 더 나은 SERS 활동을 수행할 수 있음 C2 Tx ML-Ti3의 더 큰 Ag NP와 상대적으로 더 강한 표면 플라즈몬 공명 때문에 C2 Tx 더 강한 근거리를 제한하는 데 유리합니다. 그러나 그림 4b에 표시된 SERS 스펙트럼은 직관적이지 않은 결과를 보여줍니다. Ag/FL-Ti3가 제공하는 강화 효과가 분명합니다. C2 Tx Ag/ML-Ti3의 거의 3배입니다. C2 Tx , Ag NP와 FL-Ti3 사이의 결합을 의미 C2 Tx 탐지 과정에서 중요한 역할을 해야 합니다. 위에서 확인했듯이 FL-Ti3 C2 Tx 표면 전자가 많은 -OH 그룹에 의해 주로 종결되어 Ti3가 형성됩니다. C2 (OH)2 일함수가 1.6–2.8 eV인 구조[42, 43]. 따라서 그림 4c에서 볼 수 있듯이 풍부한 표면 전자는 FL-Ti3에서 이동합니다. C2 Tx 일함수가 4.7eV인 Ag NP로 변환[44]. FL-Ti3에서 뜨거운 전자의 추가 주입으로 C2 Tx , 더 작은 크기의 Ag NP는 여기에서 더 강한 공명을 나타낼 수 있고 결합 유도 더 강한 전자기 효과로 인해 결국 더 나은 SERS 활성을 수행할 수 있습니다. Ti3의 작업 함수는 C2 O2 ML-Ti3 표면에 형성된 구조 C2 Tx 약 6.0eV[43]이며, Ag NPs 표면에서 ML-Ti3로 전자 이동이 발생합니다. C2 Tx 따라서 Ag NP가 지원하는 근거리장 강화 효과를 약화시킬 것입니다. 반면에 FL-Ti3와는 다릅니다. C2 Tx -OH 단자 포함, ML-Ti3 C2 Tx -O 터미널이 있는 경우 여기 상태에서 충분한 전자를 제공할 수 없습니다[42]. 따라서 Ag/ML-Ti3의 SERS 활성이 C2 Tx Ag/FL-Ti3보다 나쁨 C2 Tx .
요약하면 ML-Ti3 C2 Tx 및 FL-Ti3 C2 Tx 다른 지배적 인 작용기로 종결 된 것이 성공적으로 준비되었습니다. ML-Ti3 C2 Tx Ti3의 표면 구조로 인해 공기 중에서 더 안정적입니다. C2 O2 FL-Ti3보다 더 강력한 SERS 활동을 보여줍니다. C2 Tx 더 강한 근거리 효과를 나타낼 수 있기 때문입니다. 그러나 FL-Ti3 C2 Tx Ti3에 의해 종료됨 C2 (OH)2 수용액에 잘 분산될 수 있고 충분한 전자 주입으로 인해 Ag NP에 결합된 후 더 나은 SERS 성능을 보일 것입니다. 단말 그룹 의존 근거리장 향상 성능에 관한 이러한 연구는 사람들이 Ti3의 잠재적인 응용을 확장하는 데 도움이 될 것입니다. C2 Tx 광학 관련 분야에서.
실험 작업 중에 분석된 원시 데이터 세트는 합리적인 요청에 따라 교신저자에게 제공됩니다.
다층 Ti3 C2 Tx
몇 층의 Ti3 C2 Tx
표면 강화 라만 산란
나노입자
나노물질
초록 우리는 질소 도핑된 단층 이황화 몰리브덴(MoS2 ) 비평형 녹색 함수 형식과 결합된 첫 번째 원칙 계산을 사용하여 수직 조사 하에서. 우리는 밴드 구조와 특히 결합 상태 밀도를 기반으로 한 광반응의 거동에 대한 자세한 분석을 제공합니다. 따라서 우리는 광전류가 사라지는 영점의 존재로 이어지는 다양한 메커니즘을 식별합니다. 특히, 선형 광기전 효과의 영점은 금지된 전이로 인한 것인 반면, 원형 광기전 효과에서의 이들의 출현은 Rashba 및 Dresslhaus 스핀-궤도 결합의 존재 하에서 가전자대와 전도대의 동일한 강도 분
초록 이 논문에서는 PSRR(Power Supply Rejection Ratio)이 높은 개선된 자체 바이어스 밴드갭 기준(BGR)을 제시합니다. 피드백 루프를 구성하는 연산 증폭기는 PTAT(절대 온도에 비례하는 전압) 전압을 달성하기 위해 오프셋 전압을 채택하는 낮은 전력 소비를 위해 양의 온도 계수(TC) 전압 생성과 다중화됩니다. 온도 독립적인 기준 생성을 통해 PSRR 향상을 위해 두 개의 피드백 루프가 동시에 실현되며, 이는 로컬 네거티브 피드백 루프(LNFL)와 글로벌 자체 바이어스 루프(GSBL)를 형성합니다. 제안