Une nouvelle étude publiée récemment dans Matériaux avancés révèle que MoSe 2 , un matériau important de la famille des dichalcogénures de métaux de transition (TMD), perd sa rigidité relative lorsque son épaisseur est réduite. Ce travail a été réalisé par des chercheurs de l'Université Adam Mickiewicz (AMU) de Poznan (Pologne) et de l'ICN2, sous la coordination du Dr Bartlomiej Graczykowski et du Dr Klaas-Jan Tielrooij, respectivement.

Depuis la découverte du graphène, un matériau aussi fin qu'une simple couche d'atomes, une grande variété de nouveaux matériaux 2D ont été fabriqués et étudiés. L'attente générale est que, comme pour le graphène, les propriétés mécaniques de ces matériaux sont supérieures à celles de leurs homologues en vrac. Cependant, ce n'est pas le cas pour le diséléniure de molybdène (MoSe 2 ), l'un des membres les plus attrayants de la famille des dichalcogénures de métaux de transition (TMD), qui au contraire devient de plus en plus souple lorsqu'on l'amincit.

Ces résultats, ce qui contredit l'hypothèse courante selon laquelle la résistance mécanique relative augmente à l'échelle nanométrique, ont été rapportés dans un article récemment publié dans la revue Matériaux avancés . L'étude a été coordonnée par le Dr Bartlomiej Graczykowski, de l'Université Adam Mickiewicz (AMU) à Poznan (Pologne), et le Dr Klaas-Jan Tielrooij, leader du groupe ICN2 Ultrafast Dynamics in Nanoscale Systems. "Nos résultats sont extraordinaires car ils montrent clairement un ramollissement progressif du MoSe 2 tout en réduisant son épaisseur de masse à trois couches moléculaires, " explique Visnja Babacic, doctorat étudiant à AMU et premier auteur de l'article.

L'équipe de recherche a pu étudier les propriétés élastiques de divers échantillons de MoSe 2 , de dimensions de plus en plus fines, au moyen d'une technique appelée diffusion de la lumière micro-Brillouin. Cette méthode d'analyse sans contact et non destructive utilise l'interaction de la lumière avec les vibrations du matériau (ondes acoustiques en régime gigahertz) pour extraire des informations sur ses caractéristiques mécaniques. "C'est une technique plus fiable et peut-être plus utile que les méthodes de contact traditionnelles car elle peut fournir à la fois des informations mécaniques et des valeurs d'épaisseur des membranes, " dit le Dr Bartolomej Graczykowski, chef de projet chez AMU. La même approche pourrait également être utilisée pour étudier d'autres matériaux de van der Waals (vdW).

Ce ramollissement élastique du matériau lors de la diminution de l'épaisseur de l'échantillon, appelé effet de taille élastique, a des implications profondes pour la conception et le développement de nanodispositifs, tels que les résonateurs nanomécaniques pour capteurs, où les propriétés mécaniques sont essentielles pour leur durabilité et leurs performances robustes. « Les résultats de notre étude sont également très pertinents pour les domaines de recherche connexes, tels que le transport thermique à l'échelle nanométrique, électronique, ou des résonateurs utilisant des matériaux vdW, " dit le Dr Klaas-Jan Tielrooij, chef de projet à l'ICN2.