Las estructuras cristalinas adyacentes de diselenuro de renio (arriba) y diselenuro de molibdeno forman una heteroestructura de dicalcogenuro de metal de transición 2D con dominios claramente separados. El material único creado en la Universidad de Rice se muestra prometedor para aplicaciones optoelectrónicas. Crédito:Ciencia de Materiales Nanophase y el Grupo de Investigación Ajayan
Un laboratorio de la Universidad de Rice quiere que sus productos se vean bien, incluso a nanoescala. Su última creación da en el blanco.
El laboratorio de Rice del científico de materiales Pulickel Ajayan ha creado copos bidimensionales únicos con dos personalidades distintas:diselenuro de molibdeno en un lado de una división aguda con diselenuro de renio en el otro.
De todas las apariencias, al material de dos tonos le gusta así, creciendo de forma natural, aunque en condiciones estrictas, en un horno de deposición de vapor químico.
El material es una heteroestructura de dicalcogenuro de metal de transición 2-D, un cristal con más de un componente químico. Eso no es inusual en sí mismo, pero la marcada frontera en zigzag entre los elementos del material informado en la revista American Chemical Society Nano letras es único.
Los dichalcogenuros son semiconductores que incorporan metales de transición y calcógenos. Son un componente prometedor para aplicaciones optoelectrónicas como células solares, fotodetectores y dispositivos de detección. Amey Apte, autora principal, un estudiante graduado de Rice, dijo que también pueden ser materiales adecuados para la computación cuántica o la computación neuromórfica, que emula la estructura del cerebro humano.
Una ilustración muestra varios arreglos de diselenuro de renio y diselenuro de molibdeno, que forman una unión nítida donde se encuentran en un nuevo dicalcogenuro de metal de transición creado en la Universidad de Rice. Haga clic en la imagen para una versión más grande. Crédito:Grupo de Investigación Ajayan
Apte dijo bien conocido, Las heteroestructuras de dicalcogenuro de molibdeno-tungsteno atómicamente planas pueden ser más parecidas a una aleación, con límites difusos entre sus dominios cristalinos. Sin embargo, el nuevo material, técnicamente, 2H MoSe 2 -1T 'ReSe 2 —Tiene interfaces atómicamente nítidas que le dan un intervalo de banda electrónico más pequeño que otros dicalcogenuros.
"En lugar de tener una banda prohibida única basada en la composición de una aleación, podemos ajustar la banda prohibida en este material de una manera muy controlable, "Apte dijo." La fuerte disimilitud entre dos dominios atómicamente delgados adyacentes abre nuevas vías ". Dijo que el rango de voltajes probablemente se extiende desde 1,5 a 2,5 electronvoltios.
Hacer crecer los materiales de manera confiable implicó la creación de un diagrama de fases que establecía cómo cada parámetro, el equilibrio del precursor de gas químico, la temperatura y el tiempo:afecta el proceso. Sandhya Susarla, estudiante de posgrado y coautora de Rice, dijo que el diagrama sirve como una hoja de ruta para los fabricantes.
"El mayor problema de estos materiales 2-D ha sido que no son muy reproducibles, ", dijo." Son muy sensibles a muchos parámetros, porque el proceso está cinéticamente controlado.
"Pero nuestro proceso es escalable porque está controlado termodinámicamente, "Susarla dijo." Los fabricantes no tienen muchos parámetros para mirar. Solo tienen que mirar el diagrama de fases, controle la composición y obtendrán el producto en todo momento ".
Los investigadores creen que pueden obtener un mayor control de la forma del material adaptando el sustrato para el crecimiento epitaxial. Hacer que los átomos caigan en su lugar de acuerdo con la propia disposición atómica de la superficie permitiría una personalización mucho mayor.
