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Title: Obtención de nanohojas de disulfuro de molibdeno y su caracterización morfológica y eléctrica.
Authors: Rodríguez Lucas, Hillary Estefanía
Keywords: ESTADO SOLIDO
NANOHOJAS
Issue Date: 7-Feb-2022
Publisher: Quito, 2022
Citation: Rodríguez Lucas, H. E. (2022). Obtención de nanohojas de disulfuro de molibdeno y su caracterización morfológica y eléctrica. 64 hojas. Quito : EPN.
Abstract: Two-dimensional (2D) nanomaterials have received much attention in recent years due to their attractive properties associated with their morphology, especially their ultra-thin thickness. In addition to graphene, transition metal dichalcogenides (TMD’s) are another family of 2D materials that have become very important today. Of these materials, molybdenum disulfide (MoS2) stands out due to its important semiconductor properties. MoS2 is a material that in bulk presents an indirect bandgap of 1.2 eV; however, this bandgap depends on its thickness. Thus, different studies show that MoS2, at the monolayer level, presents a direct bandgap of 1.9 eV. This situation makes it a semiconductor analogue of graphene. This study explores a simple route to obtain MoS2 nanosheets; the liquid-phase exfoliation (LPE). Employing this technique, MoS2 nanosheets have been obtained using different solvents: 45 % ethanol/water, N-methyl-pyrrolidone (NMP) and N, Ndimethylformamide (DMF). The material obtained was characterized by different microscopic and spectroscopic techniques. The results show that the nanosheets obtained, although nanometric size, do not correspond to monolayers of material; otherwise, they are multilayer. Furthermore, it is shown that the use of 45 % ethanol/water as solvent leads to a higher percentage of exfoliation of the bulk material; however, it is the DMF that leads to obtaining thinner nanosheets. Finally, the material’s bandgap was evaluated experimentally from Tauc analysis of UV-Vis spectra and, more directly, through tunnel effect microscopy. This study shows that the nanosheets obtained present an indirect bandgap of greater magnitude than the bulk MoS2. Thus, this study confirms that the semiconductor properties of MoS2 depend on the thickness of the material.
Description: Los nanomateriales bidimensionales (2D) han recibido mucha atención en los últimos años debido a sus interesantes propiedades asociadas a su morfología, especialmente a su espesor ultradelgado. Además del grafeno, los dicalcogenuros de metales de transición (TMD’s) son otra familia de materiales 2D que han tomado gran relevancia en la actualidad. De estos materiales, destaca el disulfuro de molibdeno (MoS2) debido a sus importantes propiedades semiconductoras. El MoS2 es un material volumétrico que presenta una banda prohibida in directa de 1.2 eV; sin embargo, esta banda prohibida depende de su espesor. Así, diferentes estudios muestran que el MoS2, a nivel de monocapa, presenta una banda prohibida directa de 1.9 eV. Esto lo convierte en un análogo semiconductor del grafeno. En este estudio se explora una ruta sencilla para la obtención de nanohojas de MoS2; la denominada exfoliación en fase líquida (LPE). Mediante esta técnica se han obtenido nanohojas de MoS2 usando distintos solventes: 45 % etanol/agua, N-metil-pirrolidona (NMP) y N,N-dimetilformamida (DMF). El material obtenido fue caracterizado mediante distintas técnicas microscópicas y espectroscópicas. Los resultados muestran que las nanohojas obtenidas, si bien son de espesor nanométrico, no corresponden a monocapas de material; sino son multicapa. Además, se demuestra que el uso de etanol/agua como solvente conduce a un mayor porcentaje de exfoliación del material volumétrico; sin embargo, es el DMF el que conduce a la obtención de nanohojas de menor espesor. Finalmente, se evaluó experimentalmente la banda prohibida del material a partir del análisis de Tauc de espectros UV-Vis y, de forma más directa, mediante microscopía de efecto túnel. Este estudio muestra que las nanohojas obtenidas presentan una banda prohibida indirecta de mayor magnitud que el MoS2 volumétrico. Así, este estudio confirma que las propiedades semiconductoras del MoS2 dependen del espesor del material
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22131
Appears in Collections:Tesis Física (FISICA)

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