Engineering the Edges of MoS2 (WS2) Crystals for Direct Exfoliation into Monolayers in Polar Micromolecular Solvents

Journal of the American Chemical Society

Volumn 138, Issue 45, 2016, Pages 14962-14969

  Hai, Xiao ^a,b   Chang, Kun ^b   Pang, Hong ^a,b   Li, Mu ^a,b   Li, Peng ^b   Liu, Huimin ^b   Shi, Li ^a,b   Ye, Jinhua ^a,b,c,d  

^a HOKKAIDO UNIVERSITY   (Japan)

^b NATIONAL INSTITUTE FOR MATERIALS SCIENCE   (Japan)

^c TIANJIN UNIVERSITY   (China)

^d School of Pharmaceutical Science and Technology   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CADMIUM SULFIDE; CATALYST ACTIVITY; II-VI SEMICONDUCTORS; MOLYBDENUM COMPOUNDS; NANOSHEETS; NANOTECHNOLOGY; PLATINUM; SOLAR ENERGY; SOLAR POWER GENERATION; SOLVENTS; TRANSITION METALS; VAN DER WAALS FORCES;

CATALYTIC HYDROGEN EVOLUTION; HYDRODYNAMIC FORCES; LARGE SCALE PREPARATION; LAYERED CRYSTALS; LIQUID EXFOLIATIONS; PHOTOCATALYTIC HYDROGEN EVOLUTION; TRANSITION METAL DICHALCOGENIDES; VAN DER WAALS ATTRACTION;

MONOLAYERS;

DISULFIDE; MOLYBDENUM; NANOSHEET; SOLVENT;

ABSORPTION SPECTROSCOPY; ARTICLE; CHEMICAL MODIFICATION; CHEMICAL STRUCTURE; CONTROLLED STUDY; CRYSTAL; HYDRODYNAMICS; PARTICLE SIZE; SUSPENSION; SYNTHESIS; THICKNESS; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

EID: 84996548918     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jacs.6b08096     Document Type: Article

References (48)

1. Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S. V.; Grigorieva, I. V.; Firsov, A. A. Science 2004, 306, 666-669 10.1126/science.1102896
2. Fan, X. B.; Xu, P. T.; Li, Y. G.; Zhou, D. K.; Sun, Y. F.; Nguyen, M. A. T.; Terrones, M.; Mallouk, T. E. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 5143-5149 10.1021/jacs.6b01502
3. Novoselov, K. S.; Jiang, D.; Schedin, F.; Booth, T. J.; Khotkevich, V. V.; Morozov, S. V.; Geim, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005, 102, 10451-10453 10.1073/pnas.0502848102
4. Zeng, H.; Dai, J.; Yao, W.; Xiao, D.; Cui, X. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 490-493 10.1038/nnano.2012.95
5. 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
6. Radisavljevic, B.; Radenovic, A.; Brivio, J.; Giacometti, V.; Kis, A. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 147-150 10.1038/nnano.2010.279
7. Li, T.; Galli, G. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 16192-16196 10.1021/jp075424v
8. 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
9. Lopez-Sanchez, O.; Lembke, D.; Kayci, M.; Radenovic, A.; Kis, A. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 497-501 10.1038/nnano.2013.100
10. Lee, C.-H.; Lee, G.-H.; van der Zande, A. M.; Chen, W.; Li, Y.; Han, M.; Cui, X.; Arefe, G.; Nuckolls, C.; Heinz, T. F.; Guo, J.; Hone, J.; Kim, P. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 676-681 10.1038/nnano.2014.150
11. Chang, K.; Li, M.; Wang, T.; Ouyang, S. X.; Li, P.; Liu, L. Q.; Ye, J. H. Adv. Energy. Mater. 2015, 5, 1402279 10.1002/aenm.201402279
12. Huang, X.; Zeng, Z. Y.; Zhang, H. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 1934-1946 10.1039/c2cs35387c
13. Zhang, H. ACS Nano 2015, 9, 9451-9469 10.1021/acsnano.5b05040
14. Jaramillo, T. F.; Jørgensen, K. P.; Bonde, J.; Nielsen, J. H.; Horch, S.; Chorkendorff, I. Science 2007, 317, 100-102 10.1126/science.1141483
15. Kibsgaard, J.; Chen, Z. B.; Reinecke, B. N.; Jaramillo, T. F. Nat. Mater. 2012, 11, 963-969 10.1038/nmat3439
16. Hinnemann, B.; Moses, P. G.; Bonde, J.; Jørgensen, K. P.; Nielsen, J. H.; Horch, S.; Chorkendorff, I.; Nørskov, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 5308-5309 10.1021/ja0504690
17. Chang, K.; Hai, X.; Ye, J. Adv. Energy Mater. 2016, 6, 1502555-1502575 10.1002/aenm.201502555
18. Li, H.; Tsai, C.; Koh, A. L.; Cai, L. L.; Contryman, A. W.; Fragapane, A. H.; Zhao, J. H.; Han, H. S.; Manoharan, H. C.; Abild-Pedersen, F.; Nørskov, J. K.; Zheng, X. L. Nat. Mater. 2016, 15, 48-53 10.1038/nmat4465
19. Nicolosi, V.; Chhowalla, M.; Kanatzidis, M. G.; Strano, M. S.; Coleman, J. N. Science 2013, 340, 1226419 10.1126/science.1226419
20. 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 10.1126/science.1194975
21. Backes, C.; Szydlowska, B. M.; Harvey, A.; Yuan, S.; Vega-Mayoral, V.; Davies, B. R.; Zhao, P.-l.; Hanlon, D.; Santos, E. J. G.; Katsnelson, M. I.; Blau, W. J.; Gadermaier, C.; Coleman, J. N. ACS Nano 2016, 10, 1589-1601 10.1021/acsnano.5b07228
22. Smith, R. J.; King, P. J.; Lotya, M.; Wirtz, C.; Khan, U.; De, S.; O'Neill, A.; Duesberg, G. S.; Grunlan, J. C.; Moriarty, G.; Chen, J.; Wang, J.; Minett, A. I.; Nicolosi, V.; Coleman, J. N. Adv. Mater. 2011, 23, 3944-3948 10.1002/adma.201102584
23. Shen, J.; He, Y.; Wu, J.; Gao, C.; Keyshar, K.; Zhang, X.; Yang, Y.; Ye, M.; Vajtai, R.; Lou, J.; Ajayan, P. M. Nano Lett. 2015, 15, 5449-5454 10.1021/acs.nanolett.5b01842
24. Kim, J.; Kwon, S.; Cho, D.-H.; Kang, B.; Kwon, H.; Kim, Y.; Park, S. O.; Jung, G. Y.; Shin, E.; Kim, W.-G.; Lee, H.; Ryu, G. H.; Choi, M.; Kim, T. H.; Oh, J.; Park, S.; Kwak, S. K.; Yoon, S. W.; Byun, D.; Lee, Z.; Lee, C. Nat. Commun. 2015, 6, 8294-8302 10.1038/ncomms9294
25. Liang, K. S.; Chianelli, R. R.; Chien, F. Z.; Moss, S. C. J. Non-Cryst. Solids 1986, 79, 251-273 10.1016/0022-3093(86)90226-7
26. Chhowalla, M.; Amaratunga, G. A. J. Nature 2000, 407, 164-167 10.1038/35025020
27. Oakes, L.; Carter, R.; Hanken, T.; Cohn, A. P.; Share, K.; Schmidt, B.; Pint, C. L. Nat. Commun. 2016, 7, 11796 10.1038/ncomms11796
28. Lee, C.; Yan, H.; Brus, L. E.; Heinz, T. F.; Hone, J.; Ryu, S. ACS Nano 2010, 4, 2695-2700 10.1021/nn1003937
29. Halim, U.; Zheng, C. R.; Chen, Y.; Lin, Z.; Jiang, S.; Cheng, R.; Huang, Y.; Duan, X. Nat. Commun. 2013, 4, 2213 10.1038/ncomms3213
30. Wilcoxon, J. P.; Newcomer, P. P.; Samara, G. A. J. Appl. Phys. 1997, 81, 7934-7944 10.1063/1.365367
31. Guan, G.; Zhang, S.; Liu, S.; Cai, Y.; Low, M.; Teng, C. P.; Phang, I. Y.; Cheng, Y.; Duei, K. L.; Srinivasan, B. M.; Zheng, Y.; Zhang, Y. W.; Han, M. Y. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 6152-6155 10.1021/jacs.5b02780
32. Mak, K. F.; Lee, C.; Hone, J.; Shan, J.; Heinz, T. F. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 136805 10.1103/PhysRevLett.105.136805
33. Backes, C.; Smith, R. J.; McEvoy, N.; Berner, N. C.; McCloskey, D.; Nerl, H. C.; O'Neill, A.; King, P. J.; Higgins, T.; Hanlon, D.; Scheuschner, N.; Maultzsch, J.; Houben, L.; Duesberg, G. S.; Donegan, J. F.; Nicolosi, V.; Coleman, J. N. Nat. Commun. 2014, 5, 4576 10.1038/ncomms5576
34. Li, H.; Zhang, Q.; Yap, C. C. R.; Tay, B. K.; Edwin, T. H. T.; Olivier, A.; Baillargeat, D. Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 1385-1390 10.1002/adfm.201102111
35. Chou, S. S.; De, M.; Kim, J.; Byun, S.; Dykstra, C.; Yu, J.; Huang, J.; Dravid, V. P. J. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4584-4587 10.1021/ja310929s
36. Wang, L.; Xu, Z.; Wang, W.; Bai, X. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6693-6697 10.1021/ja501686w
37. Oakes, L.; Zulkifli, D.; Azmi, H.; Share, K.; Hanken, T.; Carter, R.; Pint, C. L. J. Electrochem. Soc. 2015, 162, D3063-D3070 10.1149/2.0181511jes
38. Voiry, D.; Salehi, M.; Silva, R.; Fujita, T.; Chen, M.; Asefa, T.; Shenoy, V. B.; Eda, G.; Chhowalla, M. Nano Lett. 2013, 13, 6222-6227 10.1021/nl403661s
39. Hunter, R. J. Zeta potential in colloid science: Principles and applications; Academic Press: London, 1981.
40. Zou, X. X.; Zhang, Y. Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 5148-5180 10.1039/C4CS00448E
41. Chen, J.; Wu, X.-J.; Yin, L.; Li, B.; Hong, X.; Fan, Z.; Chen, B.; Xue, C.; Zhang, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 1210-1214 10.1002/anie.201410172
42. Cheng, L.; Huang, W. J.; Gong, Q. G.; Liu, C. H.; Liu, Z.; Li, Y. G.; Dai, H. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 7860-7863 10.1002/anie.201402315
43. Tong, H.; Ouyang, S. X.; Bi, Y. P.; Umezawa, N.; Oshikiri, M.; Ye, J. H. Adv. Mater. 2012, 24, 229-251 10.1002/adma.201102752
44. Yan, H.; Yang, J.; Ma, G.; Wu, G.; Zong, X.; Lei, Z.; Shi, J.; Li, C. J. Catal. 2009, 266, 165-168 10.1016/j.jcat.2009.06.024
45. Mcateer, D.; Gholamvand, Z.; Mcevoy, N.; Harvey, A.; O'Malley, E.; Duesberg, G. S.; Coleman, J. N. ACS Nano 2016, 10, 672-683 10.1021/acsnano.5b05907
46. Huang, Q.; Tian, S.; Zeng, D.; Wang, X.; Song, W.; Li, Y.; Xiao, W.; Xie, C. ACS Catal. 2013, 3, 1477-1485 10.1021/cs400080w
47. Woan, K.; Pyrgiotakis, G.; Sigmund, W. Adv. Mater. 2009, 21, 2233-2239 10.1002/adma.200802738
48. Zhang, H.; Lv, X.; Li, Y.; Wang, Y.; Li, J. ACS Nano 2010, 4, 380-386 10.1021/nn901221k