Fast and Efficient Preparation of Exfoliated 2H MoS2 Nanosheets by Sonication-Assisted Lithium Intercalation and Infrared Laser-Induced 1T to 2H Phase Reversion

Nano Letters

Volumn 15, Issue 9, 2015, Pages 5956-5960

  Fan, Xiaobin ^a,b   Xu, Pengtao ^a   Zhou, Dekai ^a   Sun, Yifan ^a   Li, Yuguang C ^a   Nguyen, Minh An T ^a   Terrones, Mauricio ^a   Mallouk, Thomas E ^a  

^a PENNSYLVANIA STATE UNIVERSITY   (United States)

^b TIANJIN UNIVERSITY   (China)

Author keywords

exfoliation; infrared laser; intercalation; MoS2; sonication

Indexed keywords

INFRARED LASERS; INTERCALATION; LAYERED SEMICONDUCTORS; LITHIUM; MOLYBDENUM COMPOUNDS; SONICATION;

BUTYLLITHIUM; EXFOLIATION; LASER INDUCED; LITHIUM INTERCALATION; MOLYBDENUM DISULFIDE; MOS2; OPTICAL DRIVE; PHASE REVERSIONS;

SULFUR COMPOUNDS;

EID: 84941115860     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b02091     Document Type: Article

References (50)

1. Xu, M. S.; Liang, T.; Shi, M. M.; Chen, H. Z. Chem. Rev. 2013, 113, 3766-3798 10.1021/cr300263a
2. Huang, X.; Zeng, Z. Y.; Zhang, H. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 1934-1946 10.1039/c2cs35387c
3. Chhowalla, M.; Shin, H. S.; Eda, G.; Li, L. J.; Loh, K. P.; Zhang, H. Nat. Chem. 2013, 5, 263-275 10.1038/nchem.1589
4. Najmaei, S.; Yuan, J. T.; Zhang, J.; Ajayan, P.; Lou, J. Acc. Chem. Res. 2015, 48, 31-40 10.1021/ar500291j
5. Jaramillo, T. F.; Jorgensen, K. P.; Bonde, J.; Nielsen, J. H.; Horch, S.; Chorkendorff, I. Science 2007, 317, 100-102 10.1126/science.1141483
6. Kibsgaard, J.; Chen, Z. B.; Reinecke, B. N.; Jaramillo, T. F. Nat. Mater. 2012, 11, 963-969 10.1038/nmat3439
7. Travert, A.; Nakamura, H.; van Santen, R. A.; Cristol, S.; Paul, J. F.; Payen, E. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 7084-7095 10.1021/ja011634o
8. Voiry, D.; Salehi, M.; Silva, R.; Fujita, T.; Chen, M. W.; Asefa, T.; Shenoy, V. B.; Eda, G.; Chhowalla, M. Nano Lett. 2013, 13, 6222-6227 10.1021/nl403661s
9. Lembke, D.; Bertolazzi, S.; Kis, A. Acc. Chem. Res. 2015, 48, 100-110 10.1021/ar500274q
10. Yoon, Y.; Ganapathi, K.; Salahuddin, S. Nano Lett. 2011, 11, 3768-3773 10.1021/nl2018178
11. Wang, Q. H.; Kalantar-Zadeh, K.; Kis, A.; Coleman, J. N.; Strano, M. S. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 699-712 10.1038/nnano.2012.193
12. Li, X. F.; Yang, L. M.; Si, M. W.; Li, S. C.; Huang, M. Q.; Ye, P. D.; Wu, Y. Q. Adv. Mater. 2015, 27, 1547-1552 10.1002/adma.201405068
13. Butun, S.; Tongay, S.; Aydin, K. Nano Lett. 2015, 15, 2700-2704 10.1021/acs.nanolett.5b00407
14. Kwon, J.; Hong, Y. K.; Han, G.; Omkaram, I.; Choi, W.; Kim, S.; Yoon, Y. Adv. Mater. 2015, 27, 2224-2230 10.1002/adma.201404367
15. Jariwala, D.; Sangwan, V. K.; Lauhon, L. J.; Marks, T. J.; Hersam, M. C. ACS Nano 2014, 8, 1102-1120 10.1021/nn500064s
16. Yin, Z. Y.; Li, H.; Li, H.; Jiang, L.; Shi, Y. M.; Sun, Y. H.; Lu, G.; Zhang, Q.; Chen, X. D.; Zhang, H. ACS Nano 2012, 6, 74-80 10.1021/nn2024557
17. Xiao, J.; Choi, D. W.; Cosimbescu, L.; Koech, P.; Liu, J.; Lemmon, J. P. Chem. Mater. 2010, 22, 4522-4524 10.1021/cm101254j
18. Wang, J. A.; Feng, B.; Wu, W. G.; Huang, Y. Microelectron. Eng. 2011, 88, 1019-1023 10.1016/j.mee.2011.01.069
19. Zhu, C. F.; Zeng, Z. Y.; Li, H.; Li, F.; Fan, C. H.; Zhang, H. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 5998-6001 10.1021/ja4019572
20. Choi, M. S.; Lee, G. H.; Yu, Y. J.; Lee, D. Y.; Lee, S. H.; Kim, P.; Hone, J.; Yoo, W. J. Nat. Commun. 2013, 4, 1624 10.1038/ncomms2652
21. Tang, H. J.; Wang, J. Y.; Yin, H. J.; Zhao, H. J.; Wang, D.; Tang, Z. Y. Adv. Mater. 2015, 27, 1117-1123 10.1002/adma.201404622
22. Mukherjee, S.; Maiti, R.; Midya, A.; Das, S.; Ray, S. K. ACS Photonics 2015, 2, 760 10.1021/acsphotonics.5b00111
23. Lv, R.; Robinson, J. A.; Schaak, R. E.; Sun, D.; Sun, Y. F.; Mallouk, T. E.; Terrones, M. Acc. Chem. Res. 2015, 48, 56-64 10.1021/ar5002846
24. van der Zande, A. M.; Huang, P. Y.; Chenet, D. A.; Berkelbach, T. C.; You, Y. M.; Lee, G. H.; Heinz, T. F.; Reichman, D. R.; Muller, D. A.; Hone, J. C. Nat. Mater. 2013, 12, 554-561 10.1038/nmat3633
25. Lee, Y. H.; Zhang, X. Q.; Zhang, W. J.; Chang, M. T.; Lin, C. T.; Chang, K. D.; Yu, Y. C.; Wang, J. T. W.; Chang, C. S.; Li, L. J.; Lin, T. W. Adv. Mater. 2012, 24, 2320-2325 10.1002/adma.201104798
26. Najmaei, S.; Liu, Z.; Zhou, W.; Zou, X. L.; Shi, G.; Lei, S. D.; Yakobson, B. I.; Idrobo, J. C.; Ajayan, P. M.; Lou, J. Nat. Mater. 2013, 12, 754-759 10.1038/nmat3673
27. Ling, X.; Lee, Y. H.; Lin, Y. X.; Fang, W. J.; Yu, L. L.; Dresselhaus, M. S.; Kong, J. Nano Lett. 2014, 14, 464-472 10.1021/nl4033704
28. Han, G. H.; Kybert, N. J.; Naylor, C. H.; Lee, B. S.; Ping, J. L.; Park, J. H.; Kang, J.; Lee, S. Y.; Lee, Y. H.; Agarwal, R.; Johnson, A. T. C. Nat. Commun. 2015, 6, 6128 10.1038/ncomms7128
29. Novoselov, K. S.; Jiang, D.; Schedin, F.; Booth, T. J.; Khotkevich, V. V.; Morozov, S. V.; Geim, A. K. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005, 102, 10451-10453 10.1073/pnas.0502848102
30. Coleman, J. N.; Lotya, M.; O'Neill, A.; Bergin, S. D.; King, P. J.; Khan, U.; Young, K.; Gaucher, A.; De, S.; Smith, R. J.; Shvets, I. V.; Arora, S. K.; Stanton, G.; Kim, H. Y.; Lee, K.; Kim, G. T.; Duesberg, G. S.; Hallam, T.; Boland, J. J.; Wang, J. J.; Donegan, J. F.; Grunlan, J. C.; Moriarty, G.; Shmeliov, A.; Nicholls, R. J.; Perkins, J. M.; Grieveson, E. M.; Theuwissen, K.; McComb, D. W.; Nellist, P. D.; Nicolosi, V. Science 2011, 331, 568-571 10.1126/science.1194975
31. Yu, X. Y.; Prevot, M. S.; Sivula, K. Chem. Mater. 2014, 26, 5892-5899 10.1021/cm502378g
32. Guan, G. J.; Zhang, S. Y.; Liu, S. H.; Cai, Y. Q.; Low, M.; Teng, C. P.; Phang, I. Y.; Cheng, Y.; Duei, K. L.; Srinivasan, B. M.; Zheng, U. G.; Zhang, Y. W.; Han, M. Y. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 6152-6155 10.1021/jacs.5b02780
33. Paton, K. R.; Varrla, E.; Backes, C.; Smith, R. J.; Khan, U.; ONeill, A.; Boland, C.; Lotya, M.; Istrate, O. M.; King, P.; Higgins, T.; Barwich, S.; May, P.; Puczkarski, P.; Ahmed, I.; Moebius, M.; Pettersson, H.; Long, E.; Coelho, J.; OBrien, S. E.; McGuire, E. K.; Sanchez, B. M.; Duesberg, G. S.; McEvoy, N.; Pennycook, T. J.; Downing, C.; Crossley, A.; Nicolosi, V.; Coleman, J. N. Nat. Mater. 2014, 13, 624-630 10.1038/nmat3944
34. Varrla, E.; Backes, C.; Paton, K. R.; Harvey, A.; Gholamvand, Z.; McCauley, J.; Coleman, J. N. Chem. Mater. 2015, 27, 1129-1139 10.1021/cm5044864
35. Joensen, P.; Frindt, R. F.; Morrison, S. R. Mater. Res. Bull. 1986, 21, 457-461 10.1016/0025-5408(86)90011-5
36. Knirsch, K. C.; Berner, N. C.; Nerl, H. C.; Cucinotta, G. S.; Gholamvand, Z.; McEvoy, N.; Wang, Z. X.; Abramovic, I.; Vecera, P.; Halik, M.; Sanvito, S.; Duesberg, G. S.; Nicolosi, V.; Hauke, F.; Hirsch, A.; Coleman, J. N.; Backes, C. ACS Nano 2015, 9, 6018 10.1021/acsnano.5b00965
37. Eda, G.; Yamaguchi, H.; Voiry, D.; Fujita, T.; Chen, M. W.; Chhowalla, M. Nano Lett. 2011, 11, 5111-5116 10.1021/nl201874w
38. Zeng, Z. Y.; Yin, Z. Y.; Huang, X.; Li, H.; He, Q. Y.; Lu, G.; Boey, F.; Zhang, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 11093-11097 10.1002/anie.201106004
39. Eng, A. Y. S.; Ambrosi, A.; Sofer, Z.; Simek, P.; Pumera, M. ACS Nano 2014, 8, 12185-12198 10.1021/nn503832j
40. Liu, N.; Kim, P.; Kim, J. H.; Ye, J. H.; Kim, S.; Lee, C. J. ACS Nano 2014, 8, 6902-6910 10.1021/nn5016242
41. Zheng, J.; Zhang, H.; Dong, S. H.; Liu, Y. P.; Nai, C. T.; Shin, H. S.; Jeong, H. Y.; Liu, B.; Loh, K. P. Nat. Commun. 2014, 5, 2995 10.1038/ncomms3995
42. Cheng, Y. C.; Nie, A. M.; Zhang, Q. Y.; Gan, L. Y.; Shahbazian-Yassar, R.; Schwingenschlogl, U. ACS Nano 2014, 8, 11447-11453 10.1021/nn505668c
43. Gordon, R. A.; Yang, D.; Crozier, E. D.; Jiang, D. T.; Frindt, R. F. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2002, 65, 125407 10.1103/PhysRevB.65.125407
44. Nicolosi, V.; Chhowalla, M.; Kanatzidis, M. G.; Strano, M. S.; Coleman, J. N. Science 2013, 340, 1420 10.1126/science.1226419
45. Brivio, J.; Alexander, D. T. L.; Kis, A. Nano Lett. 2011, 11, 5148-5153 10.1021/nl2022288
46. Luo, S. W.; Hao, G. L.; Fan, Y. P.; Kou, L. Z.; He, C. Y.; Qi, X.; Tang, C.; Li, J.; Huang, K.; Zhong, J. X. Nanotechnology 2015, 26, 105705 10.1088/0957-4484/26/10/105705
47. Chou, S. S.; Huang, Y. K.; Kim, J.; Kaehr, B.; Foley, B. M.; Lu, P.; Dykstra, C.; Hopkins, P. E.; Brinker, C. J.; Huang, J. X.; Dravid, V. P. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 1742-1745 10.1021/ja5107145
48. Sandoval, S. J.; Yang, D.; Frindt, R. F.; Irwin, J. C. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1991, 44, 3955-3962 10.1103/PhysRevB.44.3955
49. Splendiani, A.; Sun, L.; Zhang, Y. B.; Li, T. S.; Kim, J.; Chim, C. Y.; Galli, G.; Wang, F. Nano Lett. 2010, 10, 1271-1275 10.1021/nl903868w
50. El-Kady, M. F.; Strong, V.; Dubin, S.; Kaner, R. B. Science 2012, 335, 1326-1330 10.1126/science.1216744