MoS 2 des films minces de couches alternées superposées d'atomes de molybdène et de soufre forment une surface semi-conductrice bidimensionnelle. Cependant, même une impulsion de lumière bleue étonnamment faible est suffisante pour modifier les propriétés de la surface et la rendre métallique. C'est désormais ce qu'a démontré une équipe de BESSY II.

Ce qui est excitant, c'est que le MoS 2 les couches de cette phase métallique sont également particulièrement actives catalytiquement. Ils peuvent alors être employés, par exemple, comme catalyseurs pour la division de l'eau en hydrogène et oxygène. En tant que catalyseurs bon marché, ils pourraient faciliter la production d'hydrogène, un vecteur énergétique dont la combustion ne produit pas de CO 2 , seulement de l'eau.

La physicienne Nomi Sorgenfrei et son équipe ont construit un nouvel instrument à BESSY II pour mesurer avec précision les changements dans les échantillons en utilisant la spectroscopie électronique à résolution temporelle pour l'analyse chimique (trESCA) lors de l'irradiation des échantillons avec une faible intensité, impulsions lumineuses ultra-courtes. Ces impulsions lumineuses sont générées à BESSY II en utilisant un time-slicing femtoseconde (femtoslicing) et sont donc à la fois de faible intensité et de durée extrêmement courte. Le nouvel instrument, nommé SurfaceDynamics@FemtoSpeX, peut également obtenir rapidement des mesures significatives des énergies des électrons, chimie de surface, et des altérations transitoires utilisant ces impulsions lumineuses de faible intensité.

L'analyse des données empiriques a montré que l'impulsion lumineuse conduit à une accumulation transitoire de charge à la surface de l'échantillon, déclencher la transition de phase en surface d'un état semi-conducteur à un état métallique.

"Ce phénomène devrait également se produire chez d'autres représentants de cette classe de matériaux, les dichalcogénures semi-conducteurs dopés p, il ouvre donc des possibilités d'influencer la fonctionnalité et l'activité catalytique de manière délibérée, " explique Sorgenfrei.