孔洋洋:过渡与非过渡型硫族化合物的纳米力学性能研究论文

孔洋洋:过渡与非过渡型硫族化合物的纳米力学性能研究论文

本文主要研究内容

作者孔洋洋(2019)在《过渡与非过渡型硫族化合物的纳米力学性能研究》一文中研究指出:近年来,石墨烯独特的层状结构和电学特性使其成为国内外研究的焦点。由于石墨烯是一种零带隙材料,极大程度上限制了它在光学和电学等方面的应用。随着石墨烯研究的快速发展及材料制备技术的不断革新,极大促进了其他具有类似二维层状结构特征的相关材料的研究进程。在实验室研究中,机械剥离是最常见也是最方便快捷制备二维材料的方法,但由于机械剥离随机性强,剥离片层碎小以及厚度不均匀等问题,需要进一步改善剥离技术,完善剥离方法。其次剥离过后,进一步识别二维材料厚度也是一个亟待解决的问题,采用仪器识别具有相对复杂昂贵等劣势,因此需要研究出快速准确且便捷识别二维材料层数的方法。在二维材料诸多优异的特性中,二维材料的力学性能在制造,集成和器件方面及其潜在应用方面起着重要作用。而且机械和其他物理特性(热,电,光学)之间的耦合关系对于探索新的应用也很有意义。因此本文从剥离技术的改进以及在不同基底上识别不同二维材料厚度问题上创新性的提出了机器学习解决方法,而且在探究新兴二维材料力学性质上,采用无基底悬浮方法对硒化铟材料进行研究,具体内容如下:一.在传统机械剥离过程中加入等离子清洗机清洗基底,在样品转移至基底对其进行恒温加热排气控制膜内外压强差等两项关键步骤,大幅度提高剥离效率,样品薄层率。以过渡金属硫族化合物MoS2和非过渡金属InSe为例,加入等离子清洗机清洗基底有利于去除基底表面吸附的气体分子,加热及冷却过程有利于排除样品与基底之间的空气增加样品与基底的接触面积,提高剥离质量。结果显示,改进的剥离方法显著提高了剥离样品面积以及薄层率。此改进方法在剥离过渡以及非过渡金属化合物上的成功率都有明显提升,进一步可以推广到其他二维材料,使剥离对象范围大大增加,有利于促进其他二维材料的进一步开发和研究。二.在传统识别二维(2D)材料的方法上,我们开发一种基于k均值聚类和最近邻算法测试(k-NN)的机器学习方法,通过红绿蓝(Red-Green-Blue RGB)值对不同2D材料厚度进行分类识别。首先我们基于菲涅耳定律的反射模型,成功的建立了二维材料的层数和基地厚度、光波长、光学对比度(Optical Contrast-OC)、RGB和光学色差值(Total Color Difference-TCD)之间的关系,再基于RGB值,开发了一种基于k均值聚类和k-NN最近邻算法测试的机器学习方法,在SiO2/Si衬底上使用石墨烯和MoS2作为示例,此方法能够快速便捷准确识别薄层二维材料厚度,而且可以避免对样品的破坏以及昂贵仪器使用等问题,适用于各种2D材料和基底,为其他二维材料的识别奠定了基础,为二维材料识别提供了新思路。三.实验研究新兴二维材料硒化铟(InSe)不同层数的力学性质,而且发现材料的杨氏模量随厚度增加而减小。我们采用基于原子力显微镜(AFM)的悬空无基底方法,将多层新兴二维材料InSe(>5 L)的杨氏模量和断裂强度分别测量为101.37±17.93GPa和8.68 GPa,并结合连续介质体分析和有限元计算能很好的拟合实验曲线。而且发现InSe的杨氏模量随厚度增加而减小,我们推测可能是由于层间轻微滑动造成的。其次根据研究结果还发现,二维InSe比大多数二维材料更柔软,断裂强度高于碳纤维,但柔韧性更强,是柔性电子应用的理想材料。

Abstract

jin nian lai ,dan mo xi du te de ceng zhuang jie gou he dian xue te xing shi ji cheng wei guo nei wai yan jiu de jiao dian 。you yu dan mo xi shi yi chong ling dai xi cai liao ,ji da cheng du shang xian zhi le ta zai guang xue he dian xue deng fang mian de ying yong 。sui zhao dan mo xi yan jiu de kuai su fa zhan ji cai liao zhi bei ji shu de bu duan ge xin ,ji da cu jin le ji ta ju you lei shi er wei ceng zhuang jie gou te zheng de xiang guan cai liao de yan jiu jin cheng 。zai shi yan shi yan jiu zhong ,ji xie bao li shi zui chang jian ye shi zui fang bian kuai jie zhi bei er wei cai liao de fang fa ,dan you yu ji xie bao li sui ji xing jiang ,bao li pian ceng sui xiao yi ji hou du bu jun yun deng wen ti ,xu yao jin yi bu gai shan bao li ji shu ,wan shan bao li fang fa 。ji ci bao li guo hou ,jin yi bu shi bie er wei cai liao hou du ye shi yi ge ji dai jie jue de wen ti ,cai yong yi qi shi bie ju you xiang dui fu za ang gui deng lie shi ,yin ci xu yao yan jiu chu kuai su zhun que ju bian jie shi bie er wei cai liao ceng shu de fang fa 。zai er wei cai liao zhu duo you yi de te xing zhong ,er wei cai liao de li xue xing neng zai zhi zao ,ji cheng he qi jian fang mian ji ji qian zai ying yong fang mian qi zhao chong yao zuo yong 。er ju ji xie he ji ta wu li te xing (re ,dian ,guang xue )zhi jian de ou ge guan ji dui yu tan suo xin de ying yong ye hen you yi yi 。yin ci ben wen cong bao li ji shu de gai jin yi ji zai bu tong ji de shang shi bie bu tong er wei cai liao hou du wen ti shang chuang xin xing de di chu le ji qi xue xi jie jue fang fa ,er ju zai tan jiu xin xing er wei cai liao li xue xing zhi shang ,cai yong mo ji de xuan fu fang fa dui xi hua yin cai liao jin hang yan jiu ,ju ti nei rong ru xia :yi .zai chuan tong ji xie bao li guo cheng zhong jia ru deng li zi qing xi ji qing xi ji de ,zai yang pin zhuai yi zhi ji de dui ji jin hang heng wen jia re pai qi kong zhi mo nei wai ya jiang cha deng liang xiang guan jian bu zhou ,da fu du di gao bao li xiao lv ,yang pin bao ceng lv 。yi guo du jin shu liu zu hua ge wu MoS2he fei guo du jin shu InSewei li ,jia ru deng li zi qing xi ji qing xi ji de you li yu qu chu ji de biao mian xi fu de qi ti fen zi ,jia re ji leng que guo cheng you li yu pai chu yang pin yu ji de zhi jian de kong qi zeng jia yang pin yu ji de de jie chu mian ji ,di gao bao li zhi liang 。jie guo xian shi ,gai jin de bao li fang fa xian zhe di gao le bao li yang pin mian ji yi ji bao ceng lv 。ci gai jin fang fa zai bao li guo du yi ji fei guo du jin shu hua ge wu shang de cheng gong lv dou you ming xian di sheng ,jin yi bu ke yi tui an dao ji ta er wei cai liao ,shi bao li dui xiang fan wei da da zeng jia ,you li yu cu jin ji ta er wei cai liao de jin yi bu kai fa he yan jiu 。er .zai chuan tong shi bie er wei (2D)cai liao de fang fa shang ,wo men kai fa yi chong ji yu kjun zhi ju lei he zui jin lin suan fa ce shi (k-NN)de ji qi xue xi fang fa ,tong guo gong lu lan (Red-Green-Blue RGB)zhi dui bu tong 2Dcai liao hou du jin hang fen lei shi bie 。shou xian wo men ji yu fei nie er ding lv de fan she mo xing ,cheng gong de jian li le er wei cai liao de ceng shu he ji de hou du 、guang bo chang 、guang xue dui bi du (Optical Contrast-OC)、RGBhe guang xue se cha zhi (Total Color Difference-TCD)zhi jian de guan ji ,zai ji yu RGBzhi ,kai fa le yi chong ji yu kjun zhi ju lei he k-NNzui jin lin suan fa ce shi de ji qi xue xi fang fa ,zai SiO2/Sichen de shang shi yong dan mo xi he MoS2zuo wei shi li ,ci fang fa neng gou kuai su bian jie zhun que shi bie bao ceng er wei cai liao hou du ,er ju ke yi bi mian dui yang pin de po huai yi ji ang gui yi qi shi yong deng wen ti ,kuo yong yu ge chong 2Dcai liao he ji de ,wei ji ta er wei cai liao de shi bie dian ding le ji chu ,wei er wei cai liao shi bie di gong le xin sai lu 。san .shi yan yan jiu xin xing er wei cai liao xi hua yin (InSe)bu tong ceng shu de li xue xing zhi ,er ju fa xian cai liao de yang shi mo liang sui hou du zeng jia er jian xiao 。wo men cai yong ji yu yuan zi li xian wei jing (AFM)de xuan kong mo ji de fang fa ,jiang duo ceng xin xing er wei cai liao InSe(>5 L)de yang shi mo liang he duan lie jiang du fen bie ce liang wei 101.37±17.93GPahe 8.68 GPa,bing jie ge lian xu jie zhi ti fen xi he you xian yuan ji suan neng hen hao de ni ge shi yan qu xian 。er ju fa xian InSede yang shi mo liang sui hou du zeng jia er jian xiao ,wo men tui ce ke neng shi you yu ceng jian qing wei hua dong zao cheng de 。ji ci gen ju yan jiu jie guo hai fa xian ,er wei InSebi da duo shu er wei cai liao geng rou ruan ,duan lie jiang du gao yu tan qian wei ,dan rou ren xing geng jiang ,shi rou xing dian zi ying yong de li xiang cai liao 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自新疆大学的孔洋洋,发表于刊物新疆大学2019-07-23论文,是一篇关于微机械剥离论文,二维材料论文,颜色对比论文,原子力显微镜论文,机械性质论文,新疆大学2019-07-23论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自新疆大学2019-07-23论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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