Molibdeentrioksied (MoO3) het potensiaal as 'n belangrike tweedimensionele (2-D) materiaal, maar die grootmaatvervaardiging daarvan het agter dié van ander in sy klas gebly. Nou het navorsers by A*STAR 'n eenvoudige metode ontwikkel om ultradun, hoëgehalte MoO3-nanovelle in massa te vervaardig.

Na die ontdekking van grafeen het ander 2-D materiale soos oorgangsmetaal di-chalcogenides aansienlike aandag begin trek. MoO3 het veral na vore gekom as 'n belangrike 2-D halfgeleidende materiaal vanweë sy merkwaardige elektroniese en optiese eienskappe wat belofte inhou vir 'n reeks nuwe toepassings in elektronika, opto-elektronika en elektrochromika.

Liu Hongfei en kollegas van die A*STAR Instituut vir Materiaalnavorsing en Ingenieurswese en Instituut vir Hoëprestasie-rekenaarkunde het probeer om 'n eenvoudige tegniek te ontwikkel vir die massaproduksie van groot, hoëgehalte nanovelle van MoO3 wat buigsaam en deursigtig is.

"Atomies dun nanoplate van molibdeentrioksied het nuwe eienskappe wat in 'n reeks elektroniese toepassings gebruik kan word," sê Liu. "Maar om goeie kwaliteit nanovelle te produseer, moet die moederkristal van baie hoë suiwerheid wees."

Deur eers 'n tegniek genaamd termiese dampvervoer te gebruik, het die navorsers MoO3-poeier in 'n buisoond by 1 000 grade Celsius verdamp. Dan, deur die aantal kernvormingsplekke te verminder, kan hulle beter ooreenstem met die termodinamiese kristallisasie van MoO3 om hoë kwaliteit kristalle te produseer by 600 grade Celsius sonder die behoefte aan 'n spesifieke substraat.

"Oor die algemeen word kristalgroei by verhoogde temperature deur die substraat beïnvloed," verduidelik Liu. "In die afwesigheid van 'n opsetlike substraat kon ons egter die kristalgroei beter beheer, wat ons in staat stel om molibdeentrioksiedkristalle van hoë suiwerheid en kwaliteit te laat groei."

Nadat die kristalle tot kamertemperatuur afgekoel het, het die navorsers meganiese en waterige afskilfering gebruik om submikrondik gordels van MoO3-kristalle te produseer. Sodra hulle die bande aan sonikasie en sentrifugering onderwerp het, kon hulle groot, hoë kwaliteit MoO3-nanovelle produseer.

Die werk het nuwe insigte verskaf in die tussenlaag elektroniese interaksies van 2-D MoO3 nanovelle. Die kristalgroei- en afskilferingstegnieke wat deur die span ontwikkel is, kan ook nuttig wees om die bandgaping - en dus die opto-elektroniese eienskappe - van 2-D-materiale te manipuleer deur 2-D-hetero-aansluitings te vorm.

"Ons probeer nou om 2-D MoO3-nanovelle met groter oppervlaktes te vervaardig, asook om hul potensiële gebruik in ander toestelle, soos gassensors, te ondersoek," sê Liu.