La Figura (a) muestra muestras de modelos atómicos de NbSe2 y estatuas de merlion fabricadas con las escamas exfoliadas y la tecnología de impresión 3D. La Figura (b) muestra la fotografía de las escamas exfoliadas dispersas en solvente para una variedad de materiales 2D. Crédito:Nature Materials
Los superconductores de dicalcogenuro de metal de transición 2-D altamente cristalinos y sus heteroestructuras asociadas (de van der Waals) proporcionan una rica plataforma para la investigación de la nueva física cuántica y la superconductividad exótica. Esto se debe a su red bidimensional no centrosimétrica con una fuerte interacción espín-orbital.
Un equipo de investigación de la Universidad Nacional de Singapur dirigido por el profesor Lu Jiong, del Departamento de Química, NUS en colaboración con el profesor Kostya S. Novoselov de Ciencia e Ingeniería de Materiales, NUS ha desarrollado un método de exfoliación electroquímica universal para la síntesis de sustancias altamente cristalinas, monocapas superconductoras bidimensionales (2DSC). Estas monocapas de 2DSC se obtienen en una suspensión estable con un rendimiento de producción de monocapa de hasta el 75%. Se pueden usar para fabricar estructuras diseñadas artificialmente que exhiben propiedades superconductoras. Esto incluye la impresión de alambres superconductores 2-D a nivel de oblea y la construcción de compuestos superconductores utilizando técnicas de impresión 3-D.
El método aprovecha la co-intercalación de cationes de amonio solvatados con una gran cantidad de moléculas de disolvente neutro para despegar las monocapas 2-D de los bultos 3-D. Esta estrategia no solo permite una intercalación suficiente de varios cristales en capas, pero también reduce significativamente la carga excesiva y los daños estructurales de los hosts estratificados. Esto es crucial para la exfoliación de monocapas 2DSC de gran tamaño y alta calidad. Además, La suspensión monocapa de 2DSC se puede aprovechar para fabricar heteroestructuras artificiales de van der Waals que se comportan como matrices de uniones Josephson periódicas, que potencialmente se puede utilizar en la fabricación de nuevos dispositivos superconductores.
El profesor Lu dijo:"Este enfoque de exfoliación electroquímica universal se puede utilizar para la producción escalable de una biblioteca de soluciones procesables, monocapas 2DSC altamente cristalinas, ofreciendo un enorme potencial tecnológico para el desarrollo de nuevas propiedades materiales más allá del alcance de las estructuras estratificadas existentes ".
