Molibdentrioksido (MoO3) havas potencialon kiel grava dudimensia (2-D) materialo, sed ĝia groca fabrikado postrestis malantaŭ tiu de aliaj en sia klaso. Nun, esploristoj ĉe A*STAR evoluigis simplan metodon por amasproduktado de ultramaldikaj, altkvalitaj nanofolioj de MoO3.

Post la eltrovo de grafeno, aliaj 2-D materialoj kiel ekzemple transirmetalaj di-kalkogenidoj, komencis altiri konsiderindan atenton. Aparte, MoO3 aperis kiel grava 2-D semikondukta materialo pro ĝiaj rimarkindaj elektronikaj kaj optikaj trajtoj kiuj promesas por gamo da novaj aplikoj en elektroniko, optoelektroniko kaj elektrokromiko.

Liu Hongfei kaj kolegoj de la Instituto de Esplorado kaj Inĝenierado de Materialoj A*STAR kaj Instituto de Alta Efikeco-Komputado serĉis evoluigi simplan teknikon por amasproduktado de grandaj, altkvalitaj nanofolioj de MoO3 kiuj estas flekseblaj kaj travideblaj.

"Atome maldikaj nanotukoj de molibdena trioksido havas novajn ecojn, kiuj povas esti uzataj en gamo da elektronikaj aplikoj," diras Liu. "Sed por produkti bonkvalitajn nanofoliojn, la gepatra kristalo devas esti de tre alta pureco."

Unue uzante teknikon nomitan termika vaportransporto, la esploristoj vaporigis MoO3-pulvoron en tubo-forno je 1,000 celsiusgradoj. Tiam, reduktante la nombron da nukleaj ejoj, ili povus pli bone kongrui kun la termodinamika kristaliĝo de MoO3 por produkti altkvalitajn kristalojn je 600 celsiusgradoj sen la bezono de specifa substrato.

"Ĝenerale, kristala kresko ĉe altaj temperaturoj estas tuŝita de la substrato," klarigas Liu. "Tamen, en foresto de intencita substrato ni povus pli bone kontroli la kristalan kreskon, permesante al ni kreskigi molibdentrioksidajn kristalojn de alta pureco kaj kvalito."

Post malvarmigo de la kristaloj al ĉambra temperaturo, la esploristoj uzis mekanikan kaj akvan eksfoliadon por produkti submikron-dikajn zonojn de MoO3-kristaloj. Post kiam ili submetis la zonojn al sonikado kaj centrifugado, ili povis produkti grandajn, altkvalitajn nanofoliojn de MoO3.

La laboro disponigis novajn sciojn pri la intertavolaj elektronikaj interagoj de 2-D MoO3 nanotukoj. La kristala kresko kaj eksfoliaj teknikoj evoluigitaj de la teamo ankaŭ povus esti helpemaj por manipulado de la benda breĉo - kaj tial la optoelektronikaj propraĵoj - de 2-D materialoj per formado de 2-D heterojunkcioj.

"Ni nun provas fabriki 2-D MoO3 nanotukojn kun pli grandaj areoj, kaj ankaŭ esploras ilian eblan uzon en aliaj aparatoj, kiel gasaj sensiloj," diras Liu.