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MoS2/G异质结-水动态界面电子转移的原位探测及其对边界滑移的调控

固液界面,电荷转移,滑移长度

边界滑移条件是纳米尺度流体运动的关键。最近的研究主要集中于模拟水在纳米尺度上的滑移与二维材料的电子结构之间的作用机制，而通过实验证明动态固-液界面的电荷分布从而调控边界滑移仍然是一项重大的挑战。本研究揭示了动态固-液界面电子结构对调控滑移长度的重要作用。值得注意的是，水在二硫化钼/石墨烯(MoS₂/G)异质结上的滑移长度(100.9±3.6 nm)显著高于单层石墨烯(27.7±2.2 nm)和MoS₂(5.7±3.1 nm)。此外，过量电子对MoS₂-水和MoS₂/G-水界面激子类型和占比起着至关重要的作用。通过施加电压，在静态和动态界面上发现了不同的光致发光(PL)响应，实现了PL强度的5倍调制和激子强度比的2倍调制。水的存在促进电子从顶层石墨烯向底层MoS₂转移，从而降低了石墨烯的表面电荷密度，减弱了固-液相互作用，进一步增大了水在MoS₂/G异质结上的滑移长度。这一过程有助于在亚原子尺度上理解摩擦阻力的起源，为主动控制和设计纳流体输运奠定了基础。