Nowy obiecujący materiał dwuwarstwowy

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Jun Lou z Rice University stworzył nowy obiecujący dwuwymiarowy materiał. Powstaje on na bazie półprzewodzącego dichalkogenku metalu przejściowego, jakim jest diselenek molibdenu. Podczas precyzyjnie kontrolowanego procesu usuwa się górną warstwę materiału i połowę selenu w materiale zastępuje atomami siarki. Druga strona materiału pozostaje nietknięta.
Powstaje w ten sposób materiał nazwany przez swoich twórców Janusowym selenkiem molibdenowo-siarczkowym (SMoSe). Materiał ma krystaliczną strukturę, wewnętrzne pole elektryczne i może przydać się podczas produkcji wodoru.

Z technicznego punktu widzenia ten dwustronny materiał jest dwuwymiarowy, podobnie jednak jak diselenek molibdenu posiada trzy warstwy atomów ułożone w siatkę. Gdy patrzymy nań z góry widzimy heksagonalną strukture podobną do grafenu, jednak z każdej innej strony przypomina to skomplikowaną drabinkę z placu zabaw.

Nowy materiał uzyskano metodą osadzania z fazy gazowej w temperaturze 800 stopni Celsjusza przy ciśnieniu atmosferycznym. Dzięki temu siarka weszła w interakcje tylko z atomomi selenu z górnej warstwy. Jeśli temperatura wzrosłaby do 850 stopni, wszystkie atomy selenu zostałyby zastąpione siarką.

Tak jak proces interkalacji w wielu innych molekułach jest zdolny do rozprzestrzeniania się po warstwowych materiałach, tak molekuły siarki w formie gazowej w warstach kryształów Van der Waalsa potrzebują odpowiedniej siły napędzającej reakcję. W naszym eksperymencie siła ta jest kontrolowana za pomocą temperatury reakcji, mówi współautor badań Jing Zhang. Bliższe badania wykazały, że dzięki siarce nowy materiał posiada szersze pasmo wzbronione niż sam diselenek molibdenu.

Tego typu dwustronne struktury są od dawna przewidywane teoretycznie, ale rzadko udaje się je uzyskać. Załamanie symetrii w dwuwymiarowym dichalkogenku metalu przejściowego może dać nam interesujące właściwości, stwierdza Lou. Jego zdaniem sposób, w jaki przygotowano nowy materiał, powinien sprawdzić się również w innych warstwowych materiałach o podobnej strukturze.

« powrót do artykułu