മോളിബ്ഡിനം ട്രയോക്സൈഡിന് (MoO3) ഒരു പ്രധാന ദ്വിമാന (2-D) മെറ്റീരിയലായി ശേഷിയുണ്ട്, എന്നാൽ അതിൻ്റെ ബൾക്ക് നിർമ്മാണം അതിൻ്റെ ക്ലാസിലെ മറ്റുള്ളവരേക്കാൾ പിന്നിലാണ്. ഇപ്പോൾ, A*STAR-ലെ ഗവേഷകർ അൾട്രാത്തിൻ, ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള MoO3 നാനോഷീറ്റുകൾ വൻതോതിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു ലളിതമായ രീതി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.

ഗ്രാഫീൻ്റെ കണ്ടുപിടിത്തത്തെത്തുടർന്ന്, ട്രാൻസിഷൻ മെറ്റൽ ഡൈ-ചാൽകോജെനൈഡുകൾ പോലുള്ള മറ്റ് 2-ഡി മെറ്റീരിയലുകൾ ഗണ്യമായ ശ്രദ്ധ ആകർഷിക്കാൻ തുടങ്ങി. പ്രത്യേകിച്ചും, ഇലക്ട്രോണിക്‌സ്, ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ്, ഇലക്‌ട്രോക്രോമിക്‌സ് എന്നിവയിലെ നിരവധി പുതിയ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി വാഗ്‌ദാനം ചെയ്യുന്ന ശ്രദ്ധേയമായ ഇലക്ട്രോണിക്, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ കാരണം MoO3 ഒരു പ്രധാന 2-D അർദ്ധചാലക വസ്തുവായി ഉയർന്നു.

A*STAR ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് മെറ്റീരിയൽസ് റിസർച്ച് ആൻഡ് എഞ്ചിനീയറിംഗ്, ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ഹൈ പെർഫോമൻസ് കംപ്യൂട്ടിംഗ് എന്നിവയിലെ ലിയു ഹോങ്ഫെയും സഹപ്രവർത്തകരും, വഴക്കമുള്ളതും സുതാര്യവുമായ MoO3-ൻ്റെ വലിയ, ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള നാനോഷീറ്റുകൾ വൻതോതിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു ലളിതമായ സാങ്കേതികത വികസിപ്പിക്കാൻ ശ്രമിച്ചു.

"മോളിബ്ഡിനം ട്രയോക്സൈഡിൻ്റെ ആറ്റോമിക കനം കുറഞ്ഞ നാനോഷീറ്റുകൾക്ക് ഇലക്ട്രോണിക് ആപ്ലിക്കേഷനുകളുടെ ഒരു ശ്രേണിയിൽ ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയുന്ന പുതിയ ഗുണങ്ങളുണ്ട്," ലിയു പറയുന്നു. "എന്നാൽ നല്ല നിലവാരമുള്ള നാനോഷീറ്റുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ, പാരൻ്റ് ക്രിസ്റ്റൽ വളരെ ഉയർന്ന ശുദ്ധിയുള്ളതായിരിക്കണം."

തെർമൽ നീരാവി ഗതാഗതം എന്ന സാങ്കേതിക വിദ്യ ഉപയോഗിച്ച്, ഗവേഷകർ 1,000 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ ഒരു ട്യൂബ് ഫർണസിൽ MoO3 പൊടി ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെട്ടു. തുടർന്ന്, ന്യൂക്ലിയേഷൻ സൈറ്റുകളുടെ എണ്ണം കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെ, ഒരു പ്രത്യേക അടിവസ്ത്രത്തിൻ്റെ ആവശ്യമില്ലാതെ തന്നെ 600 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള പരലുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് MoO3 ൻ്റെ തെർമോഡൈനാമിക് ക്രിസ്റ്റലൈസേഷനുമായി നന്നായി പൊരുത്തപ്പെടുത്താനാകും.

"പൊതുവേ, ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയെ അടിവസ്ത്രം ബാധിക്കുന്നു," ലിയു വിശദീകരിക്കുന്നു. "എന്നിരുന്നാലും, മനഃപൂർവമായ ഒരു അടിവസ്ത്രത്തിൻ്റെ അഭാവത്തിൽ നമുക്ക് ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയെ നന്നായി നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയും, ഉയർന്ന പരിശുദ്ധിയും ഗുണനിലവാരവുമുള്ള മോളിബ്ഡിനം ട്രയോക്സൈഡ് പരലുകൾ വളർത്താൻ ഞങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു."

ക്രിസ്റ്റലുകളെ ഊഷ്മാവിൽ തണുപ്പിച്ച ശേഷം, MoO3 പരലുകളുടെ സബ്‌മൈക്രോൺ കട്ടിയുള്ള ബെൽറ്റുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഗവേഷകർ മെക്കാനിക്കൽ, അക്വസ് എക്സ്ഫോളിയേഷൻ ഉപയോഗിച്ചു. അവർ ബെൽറ്റുകളെ സോണിക്കേഷനും സെൻട്രിഫ്യൂഗേഷനും വിധേയമാക്കിക്കഴിഞ്ഞാൽ, വലിയ, ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള MoO3 നാനോഷീറ്റുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ അവർക്ക് കഴിഞ്ഞു.

2-D MoO3 നാനോഷീറ്റുകളുടെ ഇൻ്റർലേയർ ഇലക്ട്രോണിക് ഇടപെടലുകളെക്കുറിച്ചുള്ള പുതിയ ഉൾക്കാഴ്‌ചകൾ ഈ കൃതി നൽകി. ടീം വികസിപ്പിച്ച ക്രിസ്റ്റൽ വളർച്ചയും എക്സ്ഫോളിയേഷൻ ടെക്നിക്കുകളും 2-ഡി ഹെറ്ററോജംഗ്ഷനുകൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിലൂടെ 2-ഡി മെറ്റീരിയലുകളുടെ ബാൻഡ് വിടവ് കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിനും ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക് ഗുണങ്ങൾ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിനും സഹായകമാകും.

"ഞങ്ങൾ ഇപ്പോൾ 2-D MoO3 നാനോഷീറ്റുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ ശ്രമിക്കുന്നു, അതുപോലെ തന്നെ ഗ്യാസ് സെൻസറുകൾ പോലുള്ള മറ്റ് ഉപകരണങ്ങളിൽ അവയുടെ സാധ്യതകൾ പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നു," ലിയു പറയുന്നു.