मोलिब्डेनम ट्रायऑक्साइड (MoO3) मध्ये एक महत्त्वाची द्विमितीय (2-D) सामग्री म्हणून क्षमता आहे, परंतु त्याचे मोठ्या प्रमाणात उत्पादन त्याच्या वर्गातील इतरांपेक्षा मागे आहे. आता, A*STAR मधील संशोधकांनी अल्ट्राथिन, उच्च-गुणवत्तेची MoO3 नॅनोशीट्स मोठ्या प्रमाणात तयार करण्यासाठी एक सोपी पद्धत विकसित केली आहे.

ग्राफीनच्या शोधानंतर, ट्रान्सिशन मेटल डाय-चॅल्कोजेनाइड्स सारख्या इतर 2-डी सामग्रीने लक्षणीय लक्ष वेधून घेण्यास सुरुवात केली. विशेषतः, इलेक्ट्रॉनिक, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स आणि इलेक्ट्रोक्रोमिक्समधील नवीन ऍप्लिकेशन्सच्या श्रेणीसाठी वचन देणाऱ्या त्याच्या उल्लेखनीय इलेक्ट्रॉनिक आणि ऑप्टिकल गुणधर्मांमुळे MoO3 एक महत्त्वाची 2-D अर्धसंवाहक सामग्री म्हणून उदयास आली.

Liu Hongfei आणि A*STAR Institute of Materials Research and Engineering आणि Institute of High Performance Computing मधील सहकाऱ्यांनी MoO3 च्या मोठ्या, उच्च-गुणवत्तेच्या नॅनोशीट्सचे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन करण्यासाठी एक साधे तंत्र विकसित करण्याचा प्रयत्न केला आहे जे लवचिक आणि पारदर्शक आहेत.

"मॉलिब्डेनम ट्रायऑक्साइडच्या अणुदृष्ट्या पातळ नॅनोशीट्समध्ये नवीन गुणधर्म आहेत ज्याचा वापर इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगांच्या श्रेणीमध्ये केला जाऊ शकतो," लिऊ म्हणतात. "परंतु चांगल्या दर्जाची नॅनोशीट्स तयार करण्यासाठी, मूळ क्रिस्टल अत्यंत उच्च शुद्धता असणे आवश्यक आहे."

प्रथम थर्मल वाष्प वाहतूक नावाचे तंत्र वापरून, संशोधकांनी 1,000 अंश सेल्सिअस तापमानात ट्यूब-फर्नेसमध्ये MoO3 पावडरचे बाष्पीभवन केले. नंतर, न्यूक्लिएशन साइट्सची संख्या कमी करून, विशिष्ट सब्सट्रेटची आवश्यकता न ठेवता 600 अंश सेल्सिअसवर उच्च-गुणवत्तेचे क्रिस्टल्स तयार करण्यासाठी ते MoO3 च्या थर्मोडायनामिक क्रिस्टलायझेशनशी अधिक चांगले जुळवू शकतात.

"सर्वसाधारणपणे, भारदस्त तापमानात स्फटिकाच्या वाढीवर सब्सट्रेटचा परिणाम होतो," लिऊ स्पष्ट करतात. "तथापि, हेतुपुरस्सर सब्सट्रेटच्या अनुपस्थितीत आम्ही क्रिस्टल वाढीवर अधिक चांगल्या प्रकारे नियंत्रण ठेवू शकतो, ज्यामुळे आम्हाला उच्च शुद्धता आणि गुणवत्तेचे मॉलिब्डेनम ट्रायऑक्साइड क्रिस्टल्स वाढवता येतात."

क्रिस्टल्सला खोलीच्या तपमानावर थंड केल्यानंतर, संशोधकांनी एमओओ3 क्रिस्टल्सचे सबमायक्रॉन-जाड पट्टे तयार करण्यासाठी यांत्रिक आणि जलीय एक्सफोलिएशनचा वापर केला. एकदा त्यांनी बेल्टला सोनिकेशन आणि सेंट्रीफ्यूगेशनच्या अधीन केले की ते मोठ्या, उच्च-गुणवत्तेची MoO3 नॅनोशीट्स तयार करू शकले.

कामाने 2-D MoO3 नॅनोशीट्सच्या इंटरलेयर इलेक्ट्रॉनिक परस्परसंवादामध्ये नवीन अंतर्दृष्टी प्रदान केली आहे. टीमने विकसित केलेले क्रिस्टल ग्रोथ आणि एक्सफोलिएशन तंत्र देखील 2-डी हेटरोजंक्शन तयार करून 2-डी मटेरियलचे बँड गॅप—आणि त्यामुळे ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक गुणधर्मांमध्ये फेरफार करण्यात मदत करू शकतात.

“आम्ही आता 2-D MoO3 नॅनोशीट्स मोठ्या क्षेत्रासह बनवण्याचा प्रयत्न करत आहोत, तसेच गॅस सेन्सर्स सारख्या इतर उपकरणांमध्ये त्यांचा संभाव्य वापर शोधत आहोत,” Liu म्हणतात.