(Phys.org) —Une équipe de chercheurs avec des membres du Japon, Taïwan et la Suisse ont découvert qu'il est possible d'observer une transition de phase dans un matériau semi-conducteur 2D à l'aide d'un microscope électronique à transmission à balayage (STEM). Dans leur article publié dans la revue Nature Nanotechnologie décrivant leurs recherches et leurs résultats, l'équipe explique comment ils ont utilisé le microscope pour observer un échantillon du sulfure de molybdène semi-conducteur à bande interdite directe subir un déphasage.

La capacité de déphasage entre les capacités métalliques et un semi-conducteur est une caractéristique importante d'un matériau, une caractéristique que les scientifiques aimeraient mieux comprendre. Jusqu'à présent cependant, les chercheurs ont dû déduire une partie de ce qui se produit lorsqu'un matériau subit un déphasage, parce qu'ils ne pouvaient pas vraiment le voir pendant que cela se produisait. Dans ce nouvel effort, les chercheurs montrent qu'il est possible d'observer directement un déphasage en le faisant avec un échantillon de sulfure de molybdène. En faisant ainsi, ils ont découvert que les mouvements atome par atome font partie du changement, plutôt que des quarts de travail complets par un collectif. Les chercheurs suggèrent que leurs observations suggèrent la possibilité de créer des semi-conducteurs 2D en couches "en couche" plutôt que comme une série d'étapes où un matériau est superposé sur un autre. Cela permettrait de créer des structures avec une précision à l'échelle atomique.

Le sulfure de molybdène est polymorphe - il peut fonctionner comme un métal ou un semi-conducteur, selon la quantité de chaleur présente. Mieux encore, les deux phases peuvent être interconverties en utilisant le glissement de plan atomique intracouche, (un déplacement transversal d'un des matériaux à travers l'autre) bien qu'il n'ait jamais été vu le faire réellement. Dans le cadre de leurs recherches, l'équipe a effectué in situ planer en regardant à l'aide du STEM, leur donnant une vue sans précédent de ce qui se passe réellement lorsqu'un tel déphasage se produit. Le déphasage avec l'échantillon de sulfure de molybdène s'est produit en raison de la chaleur exercée par le STEM lui-même. Ils suggèrent qu'une telle technique pourrait également être utilisée pour induire un déphasage dans d'autres matériaux 2D.

Les chercheurs rapportent également qu'ils ont déjà utilisé ce qu'ils ont appris pour créer plusieurs prototypes de nanodispositifs, dont l'un remplit les fonctions d'une diode Schottky.

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