ПОЛУЧЕНИЕ КОМПОЗИТНЫХ КРИСТАЛЛОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ MOS₂ И НИКЕЛЕМ, И ИЗУЧЕНИЕ ИХ СТРУКТУРНЫХ СВОЙСТВ

В этой работе гибридные наноструктуры MoS₂, модифицированные дисульфидом молибдена (MoS₂) и никелем (Ni/MoS₂), были синтезированы двумя разными методами, химическим газофазным осаждением и магнетронным распылением, и были тщательно изучены их структурные и морфологические свойства. Сканирующая электронная микроскопия для оценки морфологии поверхности и микроструктуры синтезированных образцов, энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия для определения элементного состава и соответствие фаз кристаллической структуре были проанализированы с помощью рамановской спектроскопии. Анализ сканирующей электронной микроскопии выявил образование гексагонально симметричных высококристаллических треугольных кристаллов, характерных для слоистых материалов. Элементное картирование подтвердило распределение молибдена и серы, а в гетероструктуреравномерное распределение никелевого слоя. Рамановские спектры показывают характерные колебательные моды E_2g ~380 см^-1 и A_1g ~406 см^-1 с расстоянием Δ ≈ 25,8 см^-1, указывающие на образование слоя MoS₂, тогда как в гетероструктуре были подтверждены показания двух фаз MoS₂. Эти результаты позволяют оптимизировать условия синтеза, контролируя структуру, свойства и фазовый состав полученных материалов. Это, в свою очередь, расширяет возможности использования материалов в будущем в сенсорных системах, оптоэлектронных устройствах, реакции эволюции водорода и других каталитических процессах. Кроме того, модификация Ni улучшает функциональные характеристики материалов MoS₂, увеличивая их потенциал в междисциплинарных областях применения.

1. Bissett M.A. Characterization of MoS2-graphene composites for high-performance coin cell supercapacitors / M.A. Bissett, I.A. Kinloch, R.A.W. Dryfe// ACS Appl. Mater. Interfaces. – 2015. – № 7. – Р. 17388.

2. Monolayer MoS2 Growth by Supercritical Fluid Deposition, Chem. Eng. Sci. – 2024. – № 302. – Р. 120782, https://doi.org/10.1016/j.ces.2024.120782.

3. Evidence for chemical vapor induced 2H to 1T phase transition in MoX2(X= Se, S) transition metal dichalcogenide films / A.L. Friedman et al //Scientific reports. – 2017. – Т. 7, № 1. – Р. 3836.

4. Synthesis of Single-Crystalline Molybdenum Disulfide on Molybdenum Films Aided with NaCl Solution Treatment / Liao Y. et al // Mater. Des. – 2022. – № 215. – Р. 110517. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2022.110517.

5. Matte R. MoS2 and WS2 analogues of graphene / R. Matte // Angew. Chem. Int. Ed. Engl. – 2010. – V. 49. – P. 4059-4062.

6. Single-layer MoS2 transistors / В. Radisavljevic et al // Nature Nanotech. – 2011. – № 6. – Р. 147-150. https://doi.org/10.1038/nnano.2010.279.

7. Grains and grain boundaries in highly crystalline monolayer molybdenum disulphide / А. van der Zande et al // Nature Mater. – 2013. – №12. – Р. 554-561. https://doi.org/10.1038/nmat3633.

8. Single-layer MoS2 phototransistors / Z. Yin et al // ACS nano. – 2012. – Т. 6, № 1. – Р. 74-80.

9. High performance multilayer MoS2 transistors with scandium contacts / S. Das et al // Nano letters. – 2013. – Т. 13, № 1. – Р. 100-105.

10. MoS2 nanosheet phototransistors with thickness-modulated optical energy gap / H.S. Lee et al // Nano letters. – 2012. – Т. 12, № 7. – Р. 3695-3700.

11. Sensing behavior of atomically thin-layered MoS2 transistors / D.J. Late et al // ACS nano. – 2013. – Т. 7, № 6. – Р. 4879-4891.

12. Electrochemical co-upgrading CO2 and glycerol for selective formate production with 190% overall Faradaic efficiency / D. Chen et al // Nano Research. – 2025.

13. Perspective on ultrathin layered Ni-doped MoS2 hybrid nanostructures for the enhancement of electrochemical properties in supercapacitors / K. Prakash et al // Journal of Energy Chemistry. – 2023. – Т. 80. – Р. 335-349.

14. Kelly P.J. Magnetron sputtering: a review of recent developments and applications / P.J. Kelly; R.D. Arnell // Vacuum. – 2000. – № 56. – Р. 159-172.

15. Kaul A.B. Two-dimensional transition metal dichalcogenides / A.B. Kaul // J. Mater. Res. – 2014. – Vol. 29. – P. 348.

16. Otunchi Y. et al. Morphological and Crystallographic Investigation of CVD-Grown MoS₂ / Y. Otunchi et al // Kompleksnoe Ispolzovanie Mineralnogo Syra= Complex use of mineral resources. – 2026. – Т. 339, № 4. – Р. 30-37.

17. Enhancement of the hydrogen evolution reaction from Ni-MoS2 hybrid nanoclusters / D. EscaleraLópez et al // ACS catalysis. – 2016. – Т. 6, № 9. – Р. 6008-6017.

18. Growth, structure and stability of sputter-deposited MoS2 thin films / R. Kaindl et al // Beilstein journal of nanotechnology. – 2017. – Т. 8, № 1. – Р. 1115-1126.

19. The effect of nickel on MoS2 growth revealed with in situ transmission electron microscopy / N. Kondekar et al // ACS nano. – 2019. – № 13(6). – Р. 7117-7126.

20. MoS2: Preparation and their characterization / К.М. Garadkar et al // Journal of Alloys and Compounds. – 2009. – Т. 487, № 1-2. – Р. 786-789.

21. Comparative study of Raman spectroscopy in graphene and MoS2-type transition metal dichalcogenides / М.А. Pimenta et al // Accounts of chemical research. – 2015. – Т. 48, № 1. – Р. 41-47.

22. Synthesis and characterization of flowerlike MoS2 nanostructures through CTAB-assisted hydrothermal process / G. Tang et al // Materials Letters. – 2012. – Т. 86. – Р. 9-12.

23. In situ scanning electron microscopy observation of MoS2 nanosheets during lithiation in lithium ion batteries / C.Y. Wei et al // ACS Applied Energy Materials. – 2020. – Т. 3, № 7. – Р. 7066-7072.

24. High phase-purity 1T′-MoS2-and 1T′-MoSe2-layered crystals / Y. Yu et al // Nature chemistry. – 2018. – Т. 10, № 6. – Р. 638-643.

25. Growth of nanostructured nickel sulfide films on Ni foam as high-performance cathodes for lithium ion batteries / N. Feng et al // Physical Chemistry Chemical Physics. – 2013. – Т. 15, № 24. – Р. 9924-9930.

26. X-ray photoelectron spectroscopy of nickel compounds / J. Matienzo et al // Inorganic Chemistry. – 1973. – Т. 12, № 12. – Р. 2762-2769.