Молибден триоксидот (MoO3) има потенцијал како важен дводимензионален (2-D) материјал, но неговото масовно производство заостанува зад другите во својата класа. Сега, истражувачите во A*STAR развија едноставен метод за масовно производство на ултратенки, висококвалитетни нанолистови MoO3.

По откривањето на графен, други 2-Д материјали, како што се ди-халкогенидите на преодниот метал, почнаа да привлекуваат значително внимание. Особено, MoO3 се појави како важен 2-D полупроводнички материјал поради неговите извонредни електронски и оптички својства кои ветуваат низа нови апликации во електрониката, оптоелектрониката и електрохромијата.

Лиу Хонгфеи и колегите од Институтот за истражување и инженерство на материјали A*STAR и Институтот за пресметување со високи перформанси се обидоа да развијат едноставна техника за масовно производство на големи, висококвалитетни нанолистови MoO3 кои се флексибилни и транспарентни.

„Атомски тенки нанолистови од молибден триоксид имаат нови својства кои можат да се користат во низа електронски апликации“, вели Лиу. „Но, за да се произведат нанолистови со добар квалитет, основниот кристал мора да биде со многу висока чистота“.

Со прво користење на техника наречена термички транспорт на пареа, истражувачите испаруваа прашок MoO3 во цевче-печка на 1.000 степени Целзиусови. Потоа, со намалување на бројот на местата за нуклеација, тие би можеле подобро да одговараат на термодинамичката кристализација на MoO3 за да произведат висококвалитетни кристали на 600 степени Целзиусови без потреба од специфичен супстрат.

„Генерално, растот на кристалот при покачени температури е под влијание на подлогата“, објаснува Лиу. „Сепак, во отсуство на намерна подлога, би можеле подобро да го контролираме растот на кристалите, овозможувајќи ни да одгледуваме кристали од молибден триоксид со висока чистота и квалитет“.

По ладењето на кристалите на собна температура, истражувачите користеа механичка и водена ексфолијација за да произведат појаси од MoO3 кристали со дебелина од подмикрон. Откако ги подложија ремените на звуци и центрифугирање, тие беа во можност да произведат големи, висококвалитетни нанолистови MoO3.

Работата даде нови сознанија за меѓуслојните електронски интеракции на 2-D MoO3 нанолистовите. Техниките за раст на кристалот и ексфолијација развиени од тимот, исто така, би можеле да бидат корисни во манипулирањето со јазот на лентата - а со тоа и со оптоелектронските својства - на 2-Д материјалите со формирање на 2-Д хетероврзувања.

„Сега се обидуваме да направиме 2-D MoO3 нанолистови со поголеми површини, како и да ја истражуваме нивната потенцијална употреба во други уреди, како што се сензорите за гас“, вели Лиу.