Mólýbdentríoxíð (MoO3) hefur möguleika sem mikilvægt tvívítt (2-D) efni, en magnframleiðsla þess hefur verið á eftir öðrum í sínum flokki. Nú hafa vísindamenn hjá A*STAR þróað einfalda aðferð til að fjöldaframleiða ofurþunn, hágæða MoO3 nanóblöð.

Eftir uppgötvun grafens fóru önnur tvívídd efni eins og di-kalkógeníð umbreytingarmálms að vekja töluverða athygli. Sérstaklega kom MoO3 fram sem mikilvægt 2-D hálfleiðara efni vegna ótrúlegra rafrænna og ljósfræðilegra eiginleika þess sem lofa góðu fyrir margs konar ný forrit í rafeindatækni, ljóseindatækni og rafkróma.

Liu Hongfei og félagar frá A*STAR Institute of Materials Research and Engineering og Institute of High Performance Computing hafa reynt að þróa einfalda tækni til að fjöldaframleiða stór, hágæða nanóblöð af MoO3 sem eru sveigjanleg og gagnsæ.

„Atómþunn nanóblöð af mólýbdentríoxíði hafa nýja eiginleika sem hægt er að nota í ýmsum rafrænum forritum,“ segir Liu. „En til að framleiða góða nanóblöð verður móðurkristallinn að vera mjög hreinn.

Með því að nota fyrst tækni sem kallast varmagufuflutningur, gufuðu vísindamennirnir upp MoO3 duft í rörofni við 1.000 gráður á Celsíus. Síðan, með því að fækka kjarnamyndunarstöðum, gætu þeir passað betur við varmafræðilega kristöllun MoO3 til að framleiða hágæða kristalla við 600 gráður á Celsíus án þess að þörf sé á sérstöku hvarfefni.

„Almennt er kristalvöxtur við hærra hitastig fyrir áhrifum af undirlaginu,“ útskýrir Liu. „Hins vegar, ef ekki er til viljandi undirlag, gætum við stjórnað kristalvexti betur, sem gerir okkur kleift að rækta mólýbdentríoxíðkristalla af miklum hreinleika og gæðum.

Eftir að kristallarnir hafa verið kældir niður í stofuhita notuðu vísindamennirnir vélrænni og vatnsflögnun til að framleiða undir míkróna þykk belti af MoO3 kristöllum. Þegar þeir hafa sett beltin í hljóð- og skilvindu, gátu þeir framleitt stór, hágæða MoO3 nanóblöð.

Verkið hefur veitt nýja innsýn í rafræn samskipti milli laga 2-D MoO3 nanóblaða. Kristallvaxtar- og flögnunartæknin sem teymið hefur þróað gæti einnig verið gagnleg við að meðhöndla bandbilið - og þar af leiðandi ljóseiginleika - tvívíddar efna með því að mynda tvívíddar samtengingar.

„Við erum nú að reyna að búa til 2-D MoO3 nanóblöð með stærri svæðum, auk þess að kanna hugsanlega notkun þeirra í öðrum tækjum, svo sem gasskynjara,“ segir Liu.