测量MXene分子分布的方法可实现生产过程中的质量控制

MXene于2011年开发，是一种金属层和碳层交替的二维纳米材料，具有高导电性，可与​​多种金属化合物结合，使其成为可用于半导体、电子器件、和传感器。

为了正确利用MXene，重要的是要了解其表面覆盖的分子类型和数量，如果表面覆盖的分子是氟，则其导电率会降低，电磁波屏蔽效率也会降低。然而，由于其厚度仅为1nm，即使使用高性能电子显微镜也需要数天时间来分析表面的分子，因此迄今为止还无法实现大规模生产。

韩国科学技术院(KIST)印韩科学技术中心(IKST)主任Seung-CheolLee领导的研究小组开发了一种利用MXene的磁阻特性。该论文发表在《纳米尺度》杂志上。

利用这种方法，可以通过简单的测量来测量MXene的分子分布，从而实现生产过程中的质量控制，这有望为以前不可能的大规模生产开辟道路。

研究小组基于电导率或磁性能根据附着在表面的分子而变化的想法开发了二维材料性能预测程序。他们计算了MXene的磁输运特性，并成功分析了大气压和室温下MXene表面吸附的分子类型和数量，无需任何额外设备。

通过使用开发的性能预测程序分析MXene的表面，预测影响磁输运的霍尔散射因子会根据表面分子的类型而发生巨大变化。

霍尔散射因子是描述半导体材料电荷携带特性的物理常数，研究小组发现，即使制备相同的MXene，霍尔散射因子的值为2.49，氟最高，氧为0.5，1代表氢氧化物，使他们能够分析分子的分布。

霍尔散射系数根据1的取值而有不同的应用。如果该值低于1，则可以应用于高性能晶体管、高频发生器、高效传感器和光电探测器，如果该值小于1，则可以应用于高性能晶体管、高频发生器、高效传感器和光电探测器。大于1，可应用于热电材料和磁传感器。考虑到MXene的尺寸为几纳米或更小，因此适用设备的尺寸和所需的功率可以显着减小。

IKIST主任Seung-CheolLee表示：“与之前专注于纯MXene的生产和特性的研究不同，这项研究的意义重大，因为它提供了一种表面分子分析的新方法，可以轻松对制造的MXene进行分类。”“通过将这一结果与实验研究相结合，我们期望能够控制MXene的生产过程，这将用于批量生产质量均一的MXene。”

IKST成立于2010年，在计算科学的理论、源代码和软件领域进行研究。特别是，源代码是一种实现可建模和仿真算法的编程语言，被认为是计算科学领域的原创性研究，该中心与IITBombay等印度大学和研究机构进行合作研究，开发源代码。

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