Mae gan molybdenwm triocsid (MoO3) botensial fel deunydd dau-ddimensiwn (2-D) pwysig, ond mae ei weithgynhyrchu swmp wedi llusgo y tu ôl i eraill yn ei ddosbarth. Nawr, mae ymchwilwyr yn A*STAR wedi datblygu dull syml ar gyfer masgynhyrchu nanolenni MoO3 ultrathin o ansawdd uchel.

Ar ôl darganfod graphene, dechreuodd deunyddiau 2-D eraill fel deu-chalcogenidau metel trosiannol ddenu cryn sylw. Yn benodol, daeth MoO3 i'r amlwg fel deunydd lled-ddargludol 2-D pwysig oherwydd ei briodweddau electronig ac optegol rhyfeddol sy'n dal addewid ar gyfer ystod o gymwysiadau newydd mewn electroneg, optoelectroneg ac electrocromig.

Mae Liu Hongfei a chydweithwyr o Sefydliad Ymchwil Deunyddiau a Pheirianneg Deunyddiau A* STAR a'r Sefydliad Cyfrifiadura Perfformiad Uchel wedi ceisio datblygu techneg syml ar gyfer masgynhyrchu nano-ddalenni mawr o MoO3 o ansawdd uchel sy'n hyblyg ac yn dryloyw.

“Mae gan nanoglenni atomig denau o folybdenwm triocsid briodweddau newydd y gellir eu defnyddio mewn ystod o gymwysiadau electronig,” meddai Liu. “Ond i gynhyrchu nanosheets o ansawdd da, rhaid i’r rhiant grisial fod o burdeb uchel iawn.”

Trwy ddefnyddio techneg o'r enw cludiant anwedd thermol yn gyntaf, anweddodd yr ymchwilwyr powdr MoO3 mewn ffwrnais tiwb ar 1,000 gradd Celsius. Yna, trwy leihau nifer y safleoedd cnewyllol, gallent gydweddu'n well â chrisialu thermodynamig MoO3 i gynhyrchu crisialau o ansawdd uchel ar 600 gradd Celsius heb fod angen swbstrad penodol.

“Yn gyffredinol, mae’r swbstrad yn effeithio ar dwf grisial ar dymheredd uchel,” eglura Liu. “Fodd bynnag, yn absenoldeb swbstrad bwriadol gallem reoli’r twf grisial yn well, gan ganiatáu inni dyfu crisialau triocsid molybdenwm o burdeb ac ansawdd uchel.”

Ar ôl oeri'r crisialau i dymheredd ystafell, defnyddiodd yr ymchwilwyr diblisgo mecanyddol a dyfrllyd i gynhyrchu gwregysau trwchus submicron o grisialau MoO3. Unwaith y byddant yn ddarostyngedig i'r gwregysau i sonication a centrifugation, maent yn gallu cynhyrchu mawr, o ansawdd uchel nanosheets MoO3.

Mae'r gwaith wedi rhoi mewnwelediadau newydd i ryngweithiadau electronig rhyng-haenog nano-ddalennau MoO3 2-D. Gallai'r technegau twf grisial a diblisgo a ddatblygwyd gan y tîm hefyd fod yn ddefnyddiol wrth drin y bwlch band - ac felly priodweddau optoelectroneg - deunyddiau 2-D trwy ffurfio heterojunctions 2-D.

“Rydyn ni nawr yn ceisio ffugio nanolenni 2-D MoO3 gydag ardaloedd mwy, yn ogystal ag archwilio eu defnydd posib mewn dyfeisiau eraill, fel synwyryddion nwy,” meddai Liu.