Les chercheurs de Skoltech ont aidé leurs collègues du Japon, Allemagne, les États Unis, et la Chine étudient la structure cristalline et les propriétés optiques d'une nouvelle classe de composés bidimensionnels, qui peuvent être utilisés comme photocatalyseurs efficaces sensibles à la lumière visible pour la conversion énergétique et chimique. Ils ont utilisé l'équipement Advanced Imaging Core Facility pour l'imagerie et l'analyse structurelle. Le document a été publié dans le Journal de l'American Chemical Society .

Une utilisation potentielle des photocatalyseurs, ce que l'on appelle la « division de l'eau », ' peut aider à remplacer les combustibles fossiles qui réchauffent le climat par de l'hydrogène plus respectueux de l'environnement. Pour que ce processus fonctionne à grande échelle, les ingénieurs ont besoin de catalyseurs mieux conçus qui peuvent utiliser efficacement le spectre solaire.

Le professeur Skoltech et directeur du Center for Energy Science and Technology Artem Abakumov et le chercheur scientifique de l'Advanced Imaging Core Facility Maria Kirsanova faisaient partie d'une collaboration internationale qui a étudié les oxychlorures en couches du type Bi 2 MO 4 Cl, où M peut représenter l'yttrium (Y), lanthane (La), ou bismuth (Bi).

« Sur la base des installations de l'AICF, l'équipe Skoltech a réalisé une imagerie par microscopie électronique à transmission à haute résolution et une analyse des caractéristiques structurelles locales qui sont responsables de l'activité photocatalytique élevée de Bi 2 MO 4 Composés Cl, " expliqua Kirsanova.

Skoltech Advanced Imaging Core Facility dispose de l'équipement le plus avancé pour mener des recherches par microscopie électronique, à la fois la numérisation et la transmission, y compris le microscope électronique à transmission Titan Themis Z.

« Les capacités du microscope électronique à transmission Titan Themis Z permettent d'étudier divers matériaux, y compris les photocatalyseurs, par exemple, vous pouvez visualiser le réseau cristallin d'un matériau et les défauts du réseau cristallin en utilisant la technique de microscopie électronique à transmission à balayage. La tâche de visualiser un réseau cristallin n'est pas la plus triviale, donc la chose la plus importante pour nous est la disponibilité d'employés avec les qualifications nécessaires et avec une vaste expérience, nécessaire à l'interprétation des résultats expérimentaux. À cet égard, nous accordons une grande attention à l'amélioration des qualifications de nos employés, puisque les progrès ne s'arrêtent pas et que de nouvelles techniques dans le domaine de la microscopie électronique apparaissent chaque année, " Iaroslava Chakhova, responsable de l'AICF, expliqué.

En insérant un MO 2 couche dans le Bi conventionnel 2 O 2 couche, les chercheurs ont effectivement augmenté le nombre de dimensions de ce matériau de un à deux; ils émettent l'hypothèse qu'il peut être intéressant d'aller plus loin, du 2D au 3D, en épaississant le bloc de fluorite du composé. Cela peut améliorer à la fois les propriétés photocatalytiques et d'autres propriétés remarquables observées dans cette classe de composés, comme la ferroélectricité (polarisation électrique spontanée qui peut être inversée avec un champ magnétique externe).