Молибден триоксид (МоО3) има потенцијал као важан дводимензионални (2-Д) материјал, али његова масовна производња заостаје за другим у својој класи. Сада су истраживачи у А*СТАР развили једноставну методу за масовну производњу ултратанких, висококвалитетних МоО3 нано листова.

Након открића графена, други 2-Д материјали, као што су дихалкогениди прелазних метала, почели су да привлаче значајну пажњу. Конкретно, МоО3 се појавио као важан 2-Д полупроводнички материјал због својих изузетних електронских и оптичких својстава која обећавају низ нових примена у електроници, оптоелектроници и електрохромици.

Лиу Хонгфеи и колеге са А*СТАР Института за истраживање и инжењеринг материјала и Института за рачунарство високих перформанси су настојали да развију једноставну технику за масовну производњу великих, висококвалитетних нано листова МоО3 који су флексибилни и транспарентни.

"Атомски танки нано листови молибден триоксида имају нова својства која се могу користити у низу електронских апликација", каже Лиу. "Али да би се произвели нано листови доброг квалитета, родитељски кристал мора бити врло високе чистоће."

Прво користећи технику која се зове термални транспорт паре, истраживачи су испарили МоО3 прах у цевној пећи на 1.000 степени Целзијуса. Затим, смањењем броја нуклеационих места, могли би боље да одговарају термодинамичкој кристализацији МоО3 да би произвели висококвалитетне кристале на 600 степени Целзијуса без потребе за одређеним супстратом.

„Уопштено говорећи, на раст кристала на повишеним температурама утиче супстрат“, објашњава Лиу. "Међутим, у одсуству намерног супстрата могли бисмо боље да контролишемо раст кристала, што нам омогућава да узгајамо кристале молибден триоксида високе чистоће и квалитета."

Након хлађења кристала на собну температуру, истраживачи су користили механичку и водену ексфолијацију да би произвели траке од кристала МоО3 дебљине субмикрона. Када су траке подвргли соникацији и центрифугирању, могли су да произведу велике, висококвалитетне МоО3 нано листове.

Рад је пружио нове увиде у међуслојне електронске интеракције 2-Д МоО3 нано листова. Технике раста кристала и пилинга које је развио тим такође могу бити од помоћи у манипулисању размаком појаса - а самим тим и оптоелектронским својствима - 2-Д материјала формирањем 2-Д хетероспојница.

„Сада покушавамо да произведемо 2-Д МоО3 нано листове са већим површинама, као и да истражујемо њихову потенцијалну употребу у другим уређајима, као што су сензори за гас“, каже Лиу.