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Photoelectrochemistry of Pristine Mono- and Few-Layer MoS2
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2016-02-10 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b05317 Matěj Velický , Mark A. Bissett , Colin R. Woods , Peter S. Toth , Thanasis Georgiou 1 , Ian A. Kinloch 2 , Kostya S. Novoselov , Robert A. W. Dryfe
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2016-02-10 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b05317 Matěj Velický , Mark A. Bissett , Colin R. Woods , Peter S. Toth , Thanasis Georgiou 1 , Ian A. Kinloch 2 , Kostya S. Novoselov , Robert A. W. Dryfe
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Two-dimensional crystals are promising building blocks for the new generation of energy materials due to their low volume, high surface area, and high transparency. Electrochemical behavior of these crystals determines their performance in applications such as energy storage/conversion, sensing, and catalysis. Nevertheless, the electrochemistry of an isolated monolayer of molybdenum disulfide, which is one of the most promising semiconducting crystals, has not been achieved to date. We report here on photoelectrochemical properties of pristine monolayer and few-layer basal plane MoS2, namely the electron transfer kinetics and electric double-layer capacitance, supported by an extensive physical and chemical characterization. This enables a comparative qualitative correlation among the electrochemical data, MoS2 structure, and external illumination, although the absolute magnitudes of the electron transfer and capacitance are specific to the redox mediator and electrolyte used in these measurements ([Ru(NH3)6]3+/2+ and LiCl, respectively). Our work shows a strong dependence of the electrochemical properties on the number of MoS2 layers and illumination intensity and proves that an effective interlayer charge transport occurs in bulk MoS2. This highlights the exciting opportunities for tuning of the electrochemical performance of MoS2 through modification of its structure, external environment, and illumination.
中文翻译：
原始单层和少层MoS 2的光电化学
二维晶体由于体积小，表面积大和透明度高，是新一代能源材料的有希望的构成部分。这些晶体的电化学行为决定了它们在储能/转换，传感和催化等应用中的性能。然而，迄今为止，尚未实现分离的二硫化钼单层的电化学，它是最有希望的半导体晶体之一。我们在这里报告原始的单层和几层底面MoS 2的光电化学性质，即广泛的物理和化学特征支持的电子转移动力学和双电层电容。这样可以在电化学数据MoS之间进行比较的定性相关虽然电子传输和电容的绝对大小特定于这些测量中使用的氧化还原介体和电解质（分别为[Ru（NH 3）6 ] 3 + / 2 +和LiCl），但其结构与外部照明相同，但仍采用图2所示的结构和外部照明。我们的工作表明，电化学性质对MoS 2层数和照明强度有很强的依赖性，并证明了在块状MoS 2中发生了有效的层间电荷传输。这突显了通过修改MoS 2的结构，外部环境和照明来调节其MoS 2电化学性能的令人兴奋的机会。
更新日期：2016-02-10
中文翻译：
原始单层和少层MoS 2的光电化学
二维晶体由于体积小，表面积大和透明度高，是新一代能源材料的有希望的构成部分。这些晶体的电化学行为决定了它们在储能/转换，传感和催化等应用中的性能。然而，迄今为止，尚未实现分离的二硫化钼单层的电化学，它是最有希望的半导体晶体之一。我们在这里报告原始的单层和几层底面MoS 2的光电化学性质，即广泛的物理和化学特征支持的电子转移动力学和双电层电容。这样可以在电化学数据MoS之间进行比较的定性相关虽然电子传输和电容的绝对大小特定于这些测量中使用的氧化还原介体和电解质（分别为[Ru（NH 3）6 ] 3 + / 2 +和LiCl），但其结构与外部照明相同，但仍采用图2所示的结构和外部照明。我们的工作表明，电化学性质对MoS 2层数和照明强度有很强的依赖性，并证明了在块状MoS 2中发生了有效的层间电荷传输。这突显了通过修改MoS 2的结构，外部环境和照明来调节其MoS 2电化学性能的令人兴奋的机会。
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