Los dicholcogenuros de metales de transición bidimensionales 2D-TMD, como el disulfuro de molibdeno monocapa MoS2 son semiconductores atómicamente delgados en los que una capa de átomos de metales de transición se intercala entre dos capas de átomos de calcógeno, en la forma MX2. Pueden existirtanto en una fase 1H semiconductora como en una fase 1T cuasimetálica, cada una con una estructura cristalina diferente. La fase 1T 'es particularmente interesante ya que las predicciones teóricas muestran que tiene potencial para usarse en aplicaciones menos convencionales, comocomo electrodos supercondensadores y catalizadores de reacción de evolución de hidrógeno. Sin embargo, la cantidad de TMD 2D de fase 1T que se puede obtener al convertirlos de la fase 1H a través de un proceso de transición de fase es baja. Esto potencialmente limita el uso de este novedosomateriales para una amplia gama de aplicaciones.
Un equipo de investigación dirigido por el profesor Andrew Wee del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Singapur NUS descubrió que, si bien los diferentes materiales 2D-TMD tienen sus propias barreras de energía intrínseca cuando transitan del 1H al 1T'fase estructural, el uso de un sustrato metálico con mayor reactividad química puede aumentar significativamente el rendimiento de transición de fase 1H a 1T'. Este es un método conveniente y de alto rendimiento para obtener materiales 2D-TMD en su fase metálica 1T '.Cuando el material 2D-TMD se pone en contacto con el sustrato metálico, como oro, plata y cobre, las cargas eléctricas se transfieren del sustrato metálico al material 2D-TMD. Además, debilita la fuerza de unión del 2D-TMDestructura significativamente, y aumenta la magnitud de la energía de unión interfacial. Esto a su vez aumenta la susceptibilidad de la transición de fase estructural 1H-1T '. Como resultado, esta hibridación interfacial mejorada enLa interfaz de los dos materiales hace que la transición de fase estructural 1H-1T 'sea mucho más fácil de lograr.
El equipo de investigación de NUS combinó múltiples técnicas experimentales y cálculos de primeros principios en su trabajo de investigación. Esto incluye espectroscopias ópticas, microscopía electrónica de transmisión de alta resolución y cálculos de primeros principios basados en teoría funcional de densidad para identificar los cambios de fase, tanto 1H- comoFases 1T: de los TMD 2D en las muestras.
Este estudio proporciona nuevos conocimientos sobre la influencia de la hibridación interfacial que afecta la dinámica de transición de fase de los TMD 2D. Los hallazgos se pueden utilizar potencialmente en un sistema modelo para el crecimiento controlado de los TMD 2D en sustratos metálicos, creando posibilidades para nuevos 2D-Aplicaciones de dispositivos basadas en TMD.
El profesor Wee dijo: "La capacidad de control de la transición de fase de semiconductor a metal en el 2D-TMD y las interfaces de metal puede permitir nuevas aplicaciones de dispositivos como electrodos de baja resistencia de contacto".
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Materiales proporcionados por Universidad Nacional de Singapur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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