Des physiciens de l'Université de Bath ont mis au point un procédé flexible permettant la synthèse en un seul flux d'une large gamme de nouveaux nanomatériaux de morphologies variées, avec des applications potentielles dans des domaines tels que l'optique et les capteurs.

Les nanomatériaux sont formés à partir de bisulfure de tungstène, un dichalcogénure de métal de transition (TMD), et peuvent être cultivés sur des substrats plans isolants sans nécessiter de catalyseur. Les TMD sont des matériaux stratifiés, et sous leur forme bidimensionnelle peuvent être considérés comme les analogues inorganiques du graphène.

Les différentes morphologies de disulfure de tungstène synthétisées - des feuilles bidimensionnelles se développant parallèlement au substrat, nanotubes, ou un nanomesh ressemblant à un « champ de lames » se développant vers l'extérieur du substrat - sont possibles grâce au doctorat du Dr Zichen Liu. recherche à Bath pour diviser le processus de croissance en deux étapes distinctes. Grâce à ce découplage, le processus de croissance pourrait être acheminé différemment que dans les approches plus conventionnelles, et se laisser guider pour produire toutes ces morphologies matérielles.

Jusque là, la morphologie "champ de lames" a montré de puissantes propriétés optiques, y compris de forts effets non linéaires tels que la deuxième génération harmonique, C'est, doubler la fréquence et diviser par deux la longueur d'onde de la lumière laser, changeant sa couleur en même temps. La force de ces effets ouvre une gamme d'applications optiques pour le matériau.

La recherche est publiée dans ACS Nano .

Dr Adelina Ilie, du Département de physique de l'Université de Bath, qui a dirigé la recherche, a déclaré : « La simplicité de ce procédé est importante dans la mesure où il nous permet d'obtenir pratiquement toutes les phases de ce dichalcogénure de métal de transition, du plan au hors plan, ainsi que des feuilles bidimensionnelles aux nanotubes unidimensionnels et tout le reste. Habituellement, différents processus sont utilisés pour créer les morphologies bidimensionnelles ou unidimensionnelles. Notre processus, au lieu, conduit à des matériaux accordables avec des propriétés accordables.

"La morphologie 'champ des lames' est entièrement nouvelle, et en raison de sa très grande surface efficace, pourrait être intéressant non seulement pour les propriétés optiques non linéaires que nous avons montrées jusqu'à présent, mais aussi pour une application dans diverses technologies de détection. Nous explorons maintenant toutes ces pistes. »

Professeur Ventsislav Valev, qui a testé le nanomesh pour les propriétés optiques a ajouté:"Nous n'avons pas encore pu tester les limites supérieures des effets optiques parce que le signal est trop fort pour l'équipement que nous avons utilisé pour le sonder. Nous parlons d'un matériau qui est un ou deux atomes d'épaisseur; c'est assez extraordinaire. Son agencement en "champ de lames" augmente nettement le signal."

L'équipe prévoit de continuer à explorer les propriétés des matériaux.