మాలిబ్డినం ట్రైయాక్సైడ్ (MoO3) ఒక ముఖ్యమైన ద్విమితీయ (2-D) పదార్థంగా సంభావ్యతను కలిగి ఉంది, అయితే దాని బల్క్ తయారీ దాని తరగతిలోని ఇతరుల కంటే వెనుకబడి ఉంది. ఇప్పుడు, A*STAR పరిశోధకులు అల్ట్రాథిన్, అధిక-నాణ్యత గల MoO3 నానోషీట్‌లను భారీగా ఉత్పత్తి చేయడానికి ఒక సాధారణ పద్ధతిని అభివృద్ధి చేశారు.

గ్రాఫేన్‌ను కనుగొన్న తర్వాత, ట్రాన్సిషన్ మెటల్ డై-చాల్‌కోజెనైడ్స్ వంటి ఇతర 2-D పదార్థాలు గణనీయమైన దృష్టిని ఆకర్షించడం ప్రారంభించాయి. ప్రత్యేకించి, ఎలక్ట్రానిక్స్, ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు ఎలెక్ట్రోక్రోమిక్స్‌లలో కొత్త అప్లికేషన్‌ల శ్రేణికి వాగ్దానాన్ని కలిగి ఉన్న దాని అద్భుతమైన ఎలక్ట్రానిక్ మరియు ఆప్టికల్ లక్షణాల కారణంగా MoO3 ఒక ముఖ్యమైన 2-D సెమీకండక్టింగ్ మెటీరియల్‌గా ఉద్భవించింది.

లియు హాంగ్‌ఫీ మరియు A*STAR ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ మెటీరియల్స్ రీసెర్చ్ అండ్ ఇంజినీరింగ్ మరియు ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ హై పెర్ఫార్మెన్స్ కంప్యూటింగ్‌కి చెందిన సహచరులు అనువైన మరియు పారదర్శకంగా ఉండే MoO3 యొక్క పెద్ద, అధిక-నాణ్యత నానోషీట్‌లను భారీగా ఉత్పత్తి చేయడానికి ఒక సాధారణ సాంకేతికతను అభివృద్ధి చేయడానికి ప్రయత్నించారు.

"మాలిబ్డినం ట్రైయాక్సైడ్ యొక్క పరమాణుపరంగా సన్నని నానోషీట్‌లు కొత్త లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి, వీటిని ఎలక్ట్రానిక్ అప్లికేషన్‌ల పరిధిలో ఉపయోగించుకోవచ్చు" అని లియు చెప్పారు. "కానీ మంచి నాణ్యమైన నానోషీట్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి, పేరెంట్ క్రిస్టల్ చాలా ఎక్కువ స్వచ్ఛతతో ఉండాలి."

మొదట థర్మల్ ఆవిరి రవాణా అనే సాంకేతికతను ఉపయోగించడం ద్వారా, పరిశోధకులు MoO3 పౌడర్‌ను ట్యూబ్-ఫర్నేస్‌లో 1,000 డిగ్రీల సెల్సియస్ వద్ద ఆవిరి చేశారు. అప్పుడు, న్యూక్లియేషన్ సైట్‌ల సంఖ్యను తగ్గించడం ద్వారా, నిర్దిష్ట సబ్‌స్ట్రేట్ అవసరం లేకుండా 600 డిగ్రీల సెల్సియస్ వద్ద అధిక-నాణ్యత స్ఫటికాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి అవి MoO3 యొక్క థర్మోడైనమిక్ స్ఫటికీకరణతో బాగా సరిపోలవచ్చు.

"సాధారణంగా, ఎత్తైన ఉష్ణోగ్రతల వద్ద క్రిస్టల్ పెరుగుదల ఉపరితలం ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది" అని లియు వివరించాడు. "అయినప్పటికీ, ఉద్దేశపూర్వక ఉపరితలం లేనప్పుడు మేము క్రిస్టల్ పెరుగుదలను బాగా నియంత్రించగలము, అధిక స్వచ్ఛత మరియు నాణ్యత కలిగిన మాలిబ్డినం ట్రైయాక్సైడ్ స్ఫటికాలను పెంచడానికి అనుమతిస్తుంది."

గది ఉష్ణోగ్రతకు స్ఫటికాలను చల్లబరిచిన తరువాత, MoO3 స్ఫటికాల యొక్క సబ్‌మిక్రాన్-మందపాటి బెల్ట్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి పరిశోధకులు యాంత్రిక మరియు సజల ఎక్స్‌ఫోలియేషన్‌ను ఉపయోగించారు. వారు బెల్ట్‌లను సోనికేషన్ మరియు సెంట్రిఫ్యూగేషన్‌కు గురిచేసిన తర్వాత, వారు పెద్ద, అధిక-నాణ్యత గల MoO3 నానోషీట్‌లను ఉత్పత్తి చేయగలిగారు.

ఈ పని 2-D MoO3 నానోషీట్‌ల ఇంటర్‌లేయర్ ఎలక్ట్రానిక్ ఇంటరాక్షన్‌లపై కొత్త అంతర్దృష్టులను అందించింది. బృందం అభివృద్ధి చేసిన క్రిస్టల్ గ్రోత్ మరియు ఎక్స్‌ఫోలియేషన్ టెక్నిక్‌లు 2-D హెటెరోజక్షన్‌లను రూపొందించడం ద్వారా 2-D పదార్థాల బ్యాండ్ గ్యాప్‌ను-అందువలన ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ లక్షణాలను మార్చడంలో కూడా సహాయపడతాయి.

"మేము ఇప్పుడు 2-D MoO3 నానోషీట్‌లను పెద్ద ప్రాంతాలతో రూపొందించడానికి ప్రయత్నిస్తున్నాము, అలాగే గ్యాస్ సెన్సార్‌ల వంటి ఇతర పరికరాలలో వాటి సంభావ్య వినియోగాన్ని అన్వేషిస్తున్నాము" అని లియు చెప్పారు.