中子辐照对多层二硫化钨纳米片微观结构与光学性能的调控效应研究

编号：CYYJ04674

篇名：中子辐照对多层二硫化钨纳米片微观结构与光学性能的调控效应研究

作者：于晓飞1；宋红莲2

关键词： 二硫化钨; 中子辐照; 辐照损伤; 微结构;

机构： 1.中国工程物理研究院核物理与化学研究所2.绵阳师范学院

摘要： 本研究采用通量为1×1014 cm-2、能量为14 MeV的中子辐照技术处理蓝宝石衬底上的多层二硫化钨（WS2）纳米片,通过多种表征手段系统分析辐照前后材料的微观结构、形貌及光学性能变化。研究结果表明,中子辐照后多层二硫化钨纳米片部分拉曼模式的强度降低并发生蓝移,这归因于面内晶格收缩导致W-S键缩短,以及层间声子耦合减弱的协同作用。辐照过程中,材料内部弗伦克尔缺陷积累增加,同时缓解了间隙原子相互排斥引发的层间应力,使得纳米片原本均匀的三角形形貌发生改变。此外,WS2纳米片的层数从18层减少至4层,层间距由0.633 nm增至0.697 nm。紫外-可见光谱显示,辐照后样品可见光吸收增强,A跃迁峰发生蓝移,表明缺陷引起的晶格畸变使光学带隙拓宽至1.96 eV。该研究为WS2器件抗辐射设计提供依据,同时为中子辐照调控二硫化钨纳米片性能提供了研究基础。