Ang molybdenum trioxide (MoO3) ay may potensyal bilang isang mahalagang two-dimensional (2-D) na materyal, ngunit ang maramihang paggawa nito ay nahuli kaysa sa iba sa klase nito. Ngayon, ang mga mananaliksik sa A*STAR ay nakabuo ng isang simpleng paraan para sa mass producing ultrathin, de-kalidad na MoO3 nanosheet.

Kasunod ng pagtuklas ng graphene, ang iba pang 2-D na materyales tulad ng transition metal di-chalcogenides, ay nagsimulang makaakit ng malaking atensyon. Sa partikular, ang MoO3 ay lumitaw bilang isang mahalagang 2-D na semiconducting na materyal dahil sa mga kahanga-hangang electronic at optical na katangian nito na nangangako para sa isang hanay ng mga bagong aplikasyon sa electronics, optoelectronics at electrochromics.

Si Liu Hongfei at mga kasamahan mula sa A*STAR Institute of Materials Research and Engineering at Institute of High Performance Computing ay naghangad na bumuo ng isang simpleng pamamaraan para sa mass producing ng malaki, mataas na kalidad na nanosheet ng MoO3 na flexible at transparent.

"Ang mga atomically thin nanosheet ng molybdenum trioxide ay may mga nobelang katangian na maaaring magamit sa isang hanay ng mga elektronikong aplikasyon," sabi ni Liu. "Ngunit upang makagawa ng magandang kalidad na mga nanosheet, ang parent crystal ay dapat na napakataas ng kadalisayan."

Sa pamamagitan ng unang paggamit ng isang pamamaraan na tinatawag na thermal vapor transport, ang mga mananaliksik ay nag-evaporate ng MoO3 powder sa isang tube-furnace sa 1,000 degrees Celsius. Pagkatapos, sa pamamagitan ng pagbabawas ng bilang ng mga site ng nucleation, mas maitutugma nila ang thermodynamic crystallization ng MoO3 upang makagawa ng mga de-kalidad na kristal sa 600 degrees Celsius nang hindi nangangailangan ng isang partikular na substrate.

"Sa pangkalahatan, ang paglaki ng kristal sa mataas na temperatura ay apektado ng substrate," paliwanag ni Liu. "Gayunpaman, sa kawalan ng sinadyang substrate, mas makokontrol namin ang paglaki ng kristal, na nagpapahintulot sa amin na palaguin ang mga molybdenum trioxide na kristal na may mataas na kadalisayan at kalidad."

Matapos palamigin ang mga kristal sa temperatura ng silid, ginamit ng mga mananaliksik ang mekanikal at may tubig na pagtuklap upang makagawa ng mga sinturon na makapal ng submicron ng mga kristal na MoO3. Sa sandaling isinailalim nila ang mga sinturon sa sonication at centrifugation, nakagawa sila ng malaki, mataas na kalidad na MoO3 nanosheet.

Ang gawain ay nagbigay ng mga bagong insight sa interlayer na mga elektronikong pakikipag-ugnayan ng 2-D MoO3 nanosheet. Ang crystal growth at exfoliation techniques na binuo ng team ay maaari ding makatulong sa pagmamanipula ng band gap—at samakatuwid ay ang mga optoelectronic properties—ng 2-D na materyales sa pamamagitan ng pagbuo ng 2-D heterojunctions.

"Sinusubukan na namin ngayon na gumawa ng 2-D MoO3 nanosheet na may mas malalaking lugar, pati na rin ang paggalugad ng potensyal na paggamit nito sa iba pang mga device, gaya ng mga gas sensor," sabi ni Liu.