二硫化钛的制备及其高压物性研究

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过渡金属硫族化合物(TMDs)是一种典型的层状材料,其在常温常压条件下会表现出优越的光学、电学性能,并且TMDs可有效克服石墨烯电子带隙为零的缺点,在光电子器件领域引起了人们的广泛关注。受层间弱相互作用的影响,TMDs可具有不同的堆垛方式,晶体结构的差异促使其电子结构发生半导体到导体,甚至超导体的转变。由于具有较高的热电转换效率、高的气体选择性,近红外区强吸收性、高的电子迁移率、高的可逆比容量和良好的循环性能,可广泛用于热电装置、气体传感器、光热制剂、光电器件以及太阳能电池等方面。本文中我们将体相TiS2作为主要的研究对象,通过化学气相传输法制备了体相TiS2,并且结合拉曼光谱测试技术和金刚石对顶砧装置,探讨了高压下体相TiS2晶格结构的变化规律,对其晶格振动性进行了研究,得到了以下实验结果:(1)利用化学气相传输方法在不同反应物比例,不同密封性,不同温度以及不同反应时间下对体相TiS2的合成条件进行了探讨,最终得出了合成体相TiS2的最佳反应条件,即反应物比例严格控制在Ti与S摩尔比为1:2,石英玻璃管采用喷枪密封,反应温度600℃以及反应时间48h。(2)对体相TiS2进行高压拉曼光谱研究发现,体相TiS2在53GPa的压力范围内出现了四个新的拉曼峰,N1、N2以及N3三个新峰大约出现在16-17GPa左右,N4新峰出现在34.56GPa,表明在53GPa的范围内体相TiS2的晶格结构发生了改变。
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