1.3.1. Cấu trúc tinh thể
MoS2 là một hợp chất vô cơ bao gồm molypden và lưu huỳnh. Nó là một chất rắn màu đen bạc xuất hiện dưới dạng khoáng chất molybedenit, loại quặng chính cho molypden [13] .Về hình dáng , MoS2 (molypden disulfide) có cấu trúc lớp tương tự như graphiene, giữa các lớp liên kết với nhau bằng lực Van de Waal yếu. Ở dạng khối bao gồm các lớp có sự sắp xếp chồng lên nhau. Do đó nó phù hợp với chất bôi trơn rắn [14]. MoS2 thể hiện đa dạng thù hình và có ba dạng cấu
trúc khác nhau như 1T, 2H và 3R lần lượt thuộc nhóm điểm D6d, D6h và C3V [15]. Trong các kiểu đa dạng này, chữ số đầu tiên biểu thị bao nhiêu lớp hiện diện
trong sự sắp xếp và bảng chữ cái cho biết cấu hình tinh thể học. Trong các đa dạng
này, ‘T’ đại diện cho hệ trực giao, ‘H’ đại diện cho hệ lục giác và ‘R’ đại diện cho sự sắp xếp hệ trực thoi. Bằng cách áp dụng một số thay đổi trong quy trình tổng hợp, có thể đạt được các dạng dị nguyên và hình thái khác nhau, chẳng hạn như 3D
(chim cú, tuyết và bồ công anh), 2D (tấm nano, dây nano và băng nano), 1D (dây
nano và thanh nano) và 0D (hạt nano). MoS2 ổn định nhiệt động và có trong tự
nhiên là 2H với 3% của 3R [16]. Một trạng thái siêu bền của MoS2 là 1T
(Tetragonal) như thể hiện trong Hình 1.5 (b) thể hiện các thông số mạng a = 5,60 Å, c = 5,99 Å. Nó cho thấy bản chất thuận từ cũng như kim loại [17]. 1T MoS2 được coi là ứng cử viên đầy hứa hẹn cho các điện cực nguồn và điện cực trong các thiết bị transistor hiệu ứng trường dựa trên 2H MoS2 vì sự tương đồng về điện và cấu trúc với vật liệu cơ bản hiển thị ít điện trở tiếp xúc hơn (~ 200 Ωµm) và cho
thấy hiệu suất cao [18]. Ở dạng 3R (Hình thoi) là dạng ổn định của MoS2 có trong
ít hơn 3% quặng molybdenit. Nó thuộc nhóm không gian R3m và thể hiện các thông số mạng a = 3,17 Å, c = 18,38 Å [19]. Polytype này được chuyển đổi thành polytype 2H sau khi nung nóng tạo nên ứng dụng trong các thiết bị quang học phi tuyến tính do tính chất phi tuyến tính do đối xứng nghịch đảo bị hỏng [20]. Kỹ
thuật tẩy cơ học được sử dụng để tổng hợp đa lớp và đơn lớp của 3R MoS2. 3R MoS2 cùng với 2H MoS2 được sử dụng làm chất bôi trơn khô [16]. Dạng 2H MoS2 được coi là ổn định nhất cấu hình của MoS2 có thông số mạng a = 3,15 Å và c = 12,30 Å. Nó thuộc nhóm không gian P63 / mmc và thể hiện cấu trúc mạng Bravais hình lục giác. Nó hoạt động giống như một chất bán dẫn loại n và với điện tích hạt tải là 100 cm2 (Vs)−1. Nó ổn định về mặt nhiệt động lực học cho đến ∼1203°C sau
đó chuyển thành Mo2S3. nó thể hiện tính chất bán dẫn không từ tính do các điện tử
spin-phản song song 4d của nó. Các phương pháp khác nhau đã được thực hiện để
tổng hợp 2H MoS2 như lắng đọng hơi hóa học, thủy nhiệt và phương pháp nghiền bóng, v.v. Khi được nung nóng trên 800°C ở áp suất cao, các tính chất của vật liệu sẽ chuyển từ bán dẫn sang kim loại [16]. Ngoài ra, các đặc tính bán dẫn của nó
được chuyển thành siêu dẫn với sự pha tạp của rubidi (Rb) và có thể được thực hiện ở nhiệt độ thấp 6,9 K với quá trình xen phủ [21]. Thực tế 2H MoS2 có những
ứng dụng đầy hứa hẹn trong việc loại bỏlưu huỳnh khỏi nhiên liệu và các hợp chất hữu cơ thông qua quá trình hydro hóa lưu huỳnh hóa đểcó được nhiên liệu sạch.
Hình 1. 4: Hình chiếu trên và hình chiếu cạnh của sự sắp xếp (a) 2H và (b) 1T của MoS2. Trong 2H-MoS2, sự phối trí hình lăng trụtam giác đối với nguyên tử Mo và
trong 1T- MoS2, sự phối trí hình bát diện đối với nguyên tửMo được thể hiện. Nguyên tử S cho bởi màu vàng; Nguyên tửMo được cho bởi màu lục lam [22]