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二硫化钨之电学特性

二硫化钨的结构为密排六方的层状结构，其晶体是由S-W-S三个平面组成，层内的每个S原子与周围S个W原子之间的距离相等，而每个W原子又与周围的6个硫原子形成三棱镜配位结构，整体形成六方晶体层状结构，具有优异的电学特性。在二硫化钨中，层内的W原子与周围的S原子之间的相互作用力很强，而二硫化钨层与层之间的相互作巧力却很弱。

二硫化钨的热稳定性强于二硫化钼，使用温度范围较广，且不易发生分解，539℃  时才会发生氧化。因此，二硫化钨是优秀的半导体材料，为间接带隙半导体，当二硫化钨的厚度减到单层时，会转变为直接带隙，这就意味着二硫化钨能够有效地通过带隙跃迁吸收或者发射光子。单层二硫化钨的带隙宽度约为2eV。这个电学性能特性是二硫化钨在半导体管、晶体管应用中得以超越石墨烯的主要优势。

近些年，石墨烯材料非常红火，被誉为新材料之王，但石墨烯也并不是像媒体鼓吹的那样无所不能，例如石墨烯微处理器、石墨烯电池等等，似乎没有石墨烯不能干的工作。但事实上，石墨烯在半导体领域存在着非常重要的缺陷，就是电子间缺乏带隙。理论上，石墨烯内部极高流动性的电子使其能够以极高的速率处理数据，虽然速度很快，但没有电子带隙，一旦开始传输数据则很难再把它关掉，这严重妨碍了逻辑运算的进行，因为逻辑运算的所有问题都是开与关的问题。而二硫化钨具有高的电流开关比、较髙的平面内迁移率和有效的电导调制等性能，完全没有逻辑运算的问题，可以完全取代石墨烯在晶体管、照明二极管和光传感器等器件中的使用。未来，即便是生产出超过现在运算功能百倍的CPU，使用的主材也很有可能是二硫化钨。

此外，二硫化钨还具有极强的光致发光特性，可取代传统的透明电极材料及石墨烯，作为液晶显示器、触摸屏、太阳能电池等多种设备的透明电极，有了二硫化钨的加入，未来这类设备或将具有可折叠功能。

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