东南大学：研发WSe2/C微球中磷掺杂和径向孔的协同效应增强室温NO2传感

成果介绍

基于二维（2D）过渡金属二硫化物（TMDs）的室温气体传感器受到气体吸附能力不足和气体扩散受限的限制。基于此，东南大学任元副研究员和陶立教授开发了一种简单通用的合成策略来制备介孔磷掺杂WSe2/碳复合微球（mP-WSe2/C）。以介孔聚多巴胺为模板，磷钨酸（H3PW12O40）为前驱体，同时实现了原位磷掺杂和三维介孔结构的构建。同样，其他Si/P掺杂的介孔TMD（如P-MoSe2、Si-WSe2、Si-MoSe2）复合微球是通过使用其他多金属氧酸盐（POMs）簇作为无机前体制备的。这种获得的材料具有高结晶度、丰富的缺陷和完全可接近的活性位点。例如，我们的mP-WSe2/C基半导体传感器具有出色的室温NO2传感性能，包括快速响应/恢复（24秒/31秒）、高响应（27%@100 ppm）和优异的选择性。理论计算证实，P掺杂通过增强轨道杂化效应增强NO2吸附和电子转移。这项工作为开发基于TMDs的高性能气体传感器提供了一条新途径。

图文导读

图1. 增强mP-WSe2/C气体传感器室温NO2传感性能的协同效应示意图。

图2. mP-WSe2/C的制备与表征。

图3. P掺杂WSe2的温度依赖性生长。

图4. 介孔杂原子掺杂TMDs复合微球合成的普适性。

图5. mP-WSe2/C在室温下的气敏性能。

图6. 无线传感器模块应用。

图7. 气敏机理研究。

来源：柔性传感及器件