Dans un cristal, les facettes font référence aux plans composés de différents arrangements d'atomes. Dans la nature, les cristaux ont tendance à former une forme polyédrique en raison de leurs multiples facettes, et réaliser une seule facette dans un cristal est très difficile. Néanmoins, dans une étude publiée dans Advanced Powder Materials , un groupe de chercheurs chinois a présenté une nouvelle approche de synthèse capable de synthétiser des matériaux 2D de grande surface avec une épaisseur atomique et d'exposer une seule facette en même temps.
"La facette exposée est cruciale car elle détermine la structure de surface et les propriétés des matériaux 2D", explique le premier auteur de l'étude, Jingwei Wang, chercheur Shuimu à la Shenzhen International Graduate School, Université Tsinghua.
"Auparavant, la plupart des chercheurs utilisaient des méthodes de chimie humide pour synthétiser des nanoparticules présentant des facettes spécifiques. Cependant, ces échantillons souffrent d'une petite surface, d'une mauvaise qualité et de la présence de multiples facettes qui ne conviennent pas pour étudier les propriétés identiques d'une certaine facette. "
L'équipe multidisciplinaire de scientifiques de l'étude a découvert que l'utilisation d'un substrat de croissance triplement symétrique, tel que le mica, produit des cristaux de MnSe 2D avec une facette (111). À l’inverse, sur un substrat doublement symétrique comme MgO (100), des cristaux de MnSe 2D avec (100) facettes peuvent être développés. Ces flocons de MnSe 2D présentent non seulement de grandes surfaces à facette unique, mais possèdent également une cristallinité élevée et une orientation de domaine ordonnée. Ils prouvent en outre que ces échantillons sont des candidats idéaux pour étudier les propriétés dépendantes des facettes (par exemple électrocatalyse).
"Jusqu'à présent, révéler la relation entre la facette cristalline et ses propriétés [a été] difficile car les nanomatériaux exposent généralement plusieurs facettes. Notre approche montre que la facette unique peut être contrôlée dans des matériaux atomiques minces 2D sur des substrats de croissance spécifiques", explique Bilu. Liu, l'auteur correspondant de l'étude. "Nous espérons que nos résultats encourageront les scientifiques à continuer d'étudier l'ingénierie des facettes des matériaux 2D pour obtenir les propriétés et les applications souhaitées."
Plus d'informations : Jingwei Wang et al, Croissance par facettes de chalcogénures de manganèse 2D non stratifiés, Advanced Powder Materials (2023). DOI :10.1016/j.apmate.2023.100164
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