Trioxyde de molybdène (MoO 3 ) a un potentiel en tant que matériau bidimensionnel (2-D) important, mais sa fabrication en vrac a pris du retard par rapport aux autres de sa catégorie. Maintenant, les chercheurs d'A*STAR ont développé une méthode simple pour produire en masse des ultraminces, MoO de haute qualité 3 nanofeuillets.

Suite à la découverte du graphène, d'autres matériaux 2-D tels que les dichalcogénures de métaux de transition, a commencé à attirer une attention considérable. En particulier, Meuglement 3 a émergé comme un matériau semi-conducteur 2D important en raison de ses propriétés électroniques et optiques remarquables qui sont prometteuses pour une gamme de nouvelles applications en électronique, optoélectronique et électrochrome.

Liu Hongfei et ses collègues de l'A*STAR Institute of Materials Research and Engineering et de l'Institute of High Performance Computing ont cherché à développer une technique simple pour produire en série de grandes, nanofeuillets de MoO de haute qualité 3 qui sont flexibles et transparents.

"Les nanofeuilles atomiquement minces de trioxyde de molybdène ont de nouvelles propriétés qui peuvent être utilisées dans une gamme d'applications électroniques, " dit Liu. " Mais pour produire des nanofeuilles de bonne qualité, le cristal-mère doit être d'une très grande pureté."

En utilisant d'abord une technique appelée transport thermique de vapeur, les chercheurs ont évaporé MoO 3 poudre dans un four tubulaire à 1, 000 degrés Celsius. Puis, en réduisant le nombre de sites de nucléation, ils pourraient mieux correspondre à la cristallisation thermodynamique de MoO 3 pour produire des cristaux de haute qualité à 600 degrés Celsius sans avoir besoin d'un substrat spécifique.

"En général, la croissance cristalline à des températures élevées est affectée par le substrat, " explique Liu. " Cependant, en l'absence d'un substrat intentionnel nous pourrions mieux contrôler la croissance cristalline, nous permettant de faire pousser des cristaux de trioxyde de molybdène d'une pureté et d'une qualité élevées."

Après refroidissement des cristaux à température ambiante, les chercheurs ont utilisé une exfoliation mécanique et aqueuse pour produire des ceintures de MoO d'une épaisseur submicronique 3 cristaux. Une fois qu'ils ont soumis les courroies à la sonication et à la centrifugation, ils ont pu produire de gros, MoO de haute qualité 3 nanofeuillets.

Le travail a fourni de nouvelles informations sur les interactions électroniques intercouches de MoO 2-D 3 nanofeuillets. Les techniques de croissance cristalline et d'exfoliation développées par l'équipe pourraient également être utiles pour manipuler la bande interdite - et donc les propriétés optoélectroniques - des matériaux 2D en formant des hétérojonctions 2D.

"Nous essayons maintenant de fabriquer des MoO 2-D 3 nanofeuilles avec des surfaces plus grandes, ainsi que d'explorer leur utilisation potentielle dans d'autres appareils, tels que les capteurs de gaz, " dit Liu.