Tietoja mxeenimateriaaleista: Kolme vaihetta Ymmärrät Mxene | Max -vaihe | metalli | mxene | grafeeni

Viime vuosina MXENE, MAX-faasikäsittelyllä saatu grafeenimainen rakenne, on herättänyt laajaa tutkimuksen huomiota, ja monet kumppanit ovat uteliaita tästä materiaalista. Nykyään Xiaobian vie sinut ymmärtämään suosittua 2D -materiaalia mxeneä.

1
Mikä on mxene?
Mxeeni on grafeenimainen rakenne, joka on saatu Max-faasikäsittelyllä. Max -vaiheen spesifinen molekyyl kaava on Mn + 1Axn (n = 1, 2 tai 3), jossa M viittaa edellisten ryhmien siirtymämetalleihin, A viittaa pääryhmäelementteihin ja x viittaa C: hen ja/ tai n elementit.
Koska MX: llä on vahva sidosenergia ja A: lla on aktiivisempi kemiallinen aktiivisuus, A voidaan poistaa max -faasista etsaamalla grafeenimaisen 2D -rakenteen - mxeenin - saamiseksi.
Kuvio 1. Max -faasin ja vastaavan syövytetty mxeeni kiderakenne
Ensimmäisen Mxene -raportin (TI3C2TX: n ensimmäisestä raportista, jossa T tarkoittaa pinnan päätettä, mukaan lukien OH, O tai F) vuonna 2011, laboratorioissa on valmistettu laaja valikoima mxeenimateriaaleja. Khazaei et ai. ehdotti, että monien mxeenimateriaalien (CR2CT2 tai CR2NO2) perustila on ferromagneettinen ja että puolijohde-mxeenin Seebeck-parametrit ovat erittäin korkeita alhaisissa lämpötiloissa. Zhang et ai. Ensin ehdotti, että mxeenin (TI2CO2) yksikerroksisilla on kaksi suuruusluokkaa korkeamman reikien liikkuvuus ja alempi elektronien liikkuvuus, ja se vahvisti myöhemmin korkean kantaja -alueen liikkuvuuden kokeissa. Ainutlaatuisten ominaisuuksiensa vuoksi mxeeniä on käytetty laajasti katalyytteissä, ionin seulonnassa, fototermisessä muuntamisessa, kenttätransistorit, topologiset erimiehet ja vedyn evoluutioreaktiot.
2
Kuinka mxene valmistetaan?
Kuten yllä on kuvattu, TI3C2TX on valmistettu Naguib et al: n jälkeen ensimmäistä kertaa selektiivisellä etsaamalla hydrofluorivetyhapolla (HF) huoneenlämpötilassa (RT). Yhä useammat tutkijat pyrkivät löytämään uusia tapoja tehdä enemmän mxeeniä. Naguib et ai. Ensin ehdotti, että A (AL) -kerroksen poistamisen jälkeen MX (TI3C2) -kerros voidaan erottaa max (Ti3Alc2) -vaiheesta ja sitten ultraäänikäsittelyn avulla voidaan saada uusi 2D TI3C2 -vaihe. Sitten systemaattisesti tutkittiin etsausajan, lämpötilan, hiukkaskoon ja TI3Alc2: n lähteen vaikutuksia 2D TI3C2: n valmistukseen HF -menetelmällä. Lisäksi A -sidoksen lujuus määrittää myös syövytysolosuhteet. Soveltuvien etsausolosuhteiden valitseminen on avain korkean saannon ja puhtauden saamiseksi.
Myöhemmin, kokeissa, joissa on sama etsausaine HF, saatiin yhä enemmän mxeeniä, mukaan lukien TI2CTX, TINBCTX, TI3CNXTX, TA4C3TX, NB2CTX, V2CTX, NB4C3TX, MO2CTX, NB0.8TI0.2) 4C3TX, (NB0.8ZR0. 2) 4C3TX, ZR3C2TX ja HF3C2TX, joista MO2C on ensimmäinen mxeeni, joka on valmistettu MO2GA2C -faasilla Max -faasin sijasta. Lisäksi ZR3C2 on mxeeni, joka on valmistettu ZR3AL3C5: stä, joka on tyypillinen kerrostettu kolmen ja kvaternäärisen siirtymämetallikarbidi, jolla on yleinen kaava MNAL3CN+2: lle ja MN: lle [Al (Si)] 4CN+3, missä M tarkoittaa Zr tai HF ja HF ja HF ja n on yhtä suuri kuin 1-3. Uusi mxene, HF3C2YX, saatiin selektiivisellä etsaus HF3 [Al (SI)] 4C6. Tämä tulos avaa oven uuden mxeenin valmistukseen monimuotoisemmilta esiasteilta. Tyypillisen terpolymeerin mxeenin lisäksi Anasori et ai. Laskettu ja ennustettu tilatut kaksinkertaiset M2D -karbidit m'm 'xene tiheysfunktionaalisella teorialla (DFT) ja valmistettu MO2TIC2TX, MO2TI2C3TX ja CR2TICXXX käyttämällä HF -liuosta etsausaineena.