Se puede utilizar un nuevo instrumento en BESSY II para estudiar películas delgadas de sulfuro de molibdeno que son de interés como catalizadores para la producción de hidrógeno solar. Un pulso de luz desencadena una transición de fase de la fase semiconductora a la metálica y, por lo tanto, mejora la actividad catalítica. Crédito:Martin Künsting / HZB
MoS 2 películas delgadas de capas alternas superpuestas de átomos de molibdeno y azufre forman una superficie semiconductora bidimensional. Sin embargo, incluso un pulso de luz azul de intensidad sorprendentemente baja es suficiente para alterar las propiedades de la superficie y hacerla metálica. Esto lo ha demostrado ahora un equipo de BESSY II.
Lo emocionante es que el MoS 2 Las capas de esta fase metálica también son particularmente activas catalíticamente. Luego pueden emplearse, por ejemplo, como catalizadores para la división del agua en hidrógeno y oxígeno. Como catalizadores económicos, podrían facilitar la producción de hidrógeno, un portador de energía cuya combustión no produce CO 2 , solo agua.
La física Dra. Nomi Sorgenfrei y su equipo han construido un nuevo instrumento en BESSY II para medir con precisión los cambios en las muestras utilizando espectroscopía electrónica de resolución temporal para análisis químico (trESCA) al irradiar las muestras con baja intensidad, pulsos de luz ultracortos. Estos pulsos de luz se generan en BESSY II utilizando un corte de tiempo de femtosegundos (femtoslicing) y, por lo tanto, son de baja intensidad y de duración extremadamente corta. El nuevo instrumento, llamado SurfaceDynamics @ FemtoSpeX, también puede obtener rápidamente medidas significativas de energías electrónicas, química de superficie, y alteraciones transitorias utilizando estos pulsos de luz de baja intensidad.
El análisis de los datos empíricos mostró que el pulso de luz conduce a una acumulación transitoria de carga en la superficie de la muestra, desencadenando la transición de fase en la superficie de un estado semiconductor a un estado metálico.
"Este fenómeno también debería ocurrir en otros representantes de esta clase de materiales, los dicalcogenuros semiconductores dopados con p, por lo que abre posibilidades de influir en la funcionalidad y la actividad catalítica de forma deliberada, "Explica Sorgenfrei.
