Al igual que un sándwich con trigo en el fondo y centeno en la parte superior, los científicos de la Universidad de Rice han preparado un nuevo y sabroso giro en materiales bidimensionales.
El científico de materiales de laboratorio de Rice, Jun Lou, ha fabricado un dicholcogenuro de metal de transición TMD semiconductor que comienza como una monocapa de diselenuro de molibdeno. Luego quitan la capa superior de la red y reemplazan precisamente la mitad de los átomos de selenio con azufre.
El nuevo material que llaman Janus sulfur molibdeno selenio SMoSe tiene una construcción cristalina que, según los investigadores, puede albergar un campo eléctrico intrínseco y que también es prometedor para la producción catalítica de hidrógeno.
El trabajo se detalla este mes en la revista American Chemical Society ACS Nano .
El material de dos caras es técnicamente bidimensional, pero al igual que el diselenuro de molibdeno, consta de tres capas apiladas de átomos dispuestos en una cuadrícula. Desde la parte superior, se ven como anillos hexagonales a la grafeno, pero desde cualquier otro ángulo, ella cuadrícula es más como un gimnasio en la jungla a nanoescala.
El control estricto de las condiciones en un horno de deposición de vapor químico típico - 800 grados Celsius 1,872 grados Fahrenheit a presión atmosférica - permitió que el azufre interactuara solo con la capa superior de átomos de selenio y dejara el fondo intacto, los investigadoresSi la temperatura se eleva por encima de 850, se reemplaza todo el selenio.
"Al igual que la intercalación de muchas otras moléculas que tienen la capacidad de difundirse en los materiales en capas, la difusión de moléculas de azufre gaseoso entre las capas de estos cristales de Van der Waals, así como el espacio entre ellas y los sustratos, requierefuerza motriz suficiente ", dijo el investigador postdoctoral de Rice Jing Zhang, coautor del artículo con el estudiante graduado Shuai Jia." Y la fuerza motriz en nuestros experimentos está controlada por la temperatura de reacción ".
Un examen minucioso mostró que la presencia de azufre le dio al material un intervalo de banda más grande que el diselenuro de molibdeno, dijeron los investigadores.
"Este tipo de estructura de dos caras se ha predicho durante mucho tiempo teóricamente, pero muy raramente se dio cuenta en la comunidad de investigación en 2-D", dijo Lou. "La ruptura de la simetría en la dirección fuera del plano de los TMD en 2-D podríaconducen a muchas aplicaciones, como un catalizador 2D activo en el plano basal, sensores y actuadores robustos habilitados para piezoelectricidad en el límite 2D "
Dijo que la preparación del material Janus debería ser universal a los materiales en capas con estructuras similares. "Será bastante interesante observar las propiedades de la configuración Janus de otros materiales 2-D", dijo Lou.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Original escrito por Mike Williams. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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