Un nouveau matériau bidimensionnel est devenu une réalité, grâce à une équipe de scientifiques danois et italiens.

La recherche, dirigé par des physiciens de l'Université d'Aarhus, a réussi la première réalisation expérimentale et l'étude structurale du disulfure de vanadium monocouche (VS 2 ). Il est publié aujourd'hui dans la revue Matériaux 2D .

VS 2 fait partie d'un groupe diversifié de composés connus sous le nom de dichalcogénures de métaux de transition (TMD). Beaucoup d'entre eux peuvent assumer une structure cristalline en couches à partir de laquelle des feuilles cristallines atomiquement minces peuvent être isolées. Les propriétés électroniques des cristaux monocouches atomiques peuvent différer de manière importante de celles des cristaux massifs en couches.

L'auteur principal, le Dr Charlotte Sanders de l'Université d'Aarhus, a expliqué l'importance des nouvelles découvertes :« Des études théoriques suggèrent que le VS monocouche 2 pourrait présenter une physique très intéressante, y compris le magnétisme et les fortes corrélations. Il pourrait également héberger des états d'onde de densité de charge, tout comme le vrac VS 2 . Cependant, faire VS2 est difficile et la seule couche n'a pas été faite avec succès avant maintenant.

"En réalité, le magnétisme dans les matériaux monocouches n'a été observé que récemment, et est encore assez rare. Donc, la possibilité que ce matériau puisse être magnétique est passionnante."

Pour faire la seule couche de VS 2 , les chercheurs ont évaporé du vanadium sur une surface d'or propre à température ambiante. Ils ont ensuite chauffé l'échantillon en présence de molécules soufrées qui réagissent avec le vanadium pour produire le VS. 2 . L'équipe a mesuré les propriétés des échantillons par diffraction électronique à basse énergie, microscopie à effet tunnel, et la spectroscopie photoélectronique aux rayons X.

Significativement, l'équipe a également découvert un nouveau composé de sulfure de vanadium inattendu. La plupart des matériaux 2D peuvent, en théorie (mais pas nécessairement en pratique), être dérivé de cristaux stratifiés en vrac. Cependant, il n'y a pas de matériau 3-D qui a une stoechiométrie et une structure cristalline similaires à celles du nouveau composé, qui se forme lorsque monocouche VS 2 est appauvri en soufre par chauffage.

Compte tenu des propriétés magnétiques probables des composés de vanadium apparentés, le nouveau matériau pourrait être un autre candidat pour le magnétisme bidimensionnel.

"La structure électronique du nouveau matériau, ainsi que les phases d'onde de densité de charge et l'ordre magnétique possibles, reste à explorer, et une question ouverte intéressante est de savoir en quoi ses propriétés diffèrent de celles du VS monocouche stoechiométrique 2 , " a déclaré le Dr Sanders.