Utveckling av 2H → 1T fastransformation i SL-MoS2 vid T=600°C. Kreditera: Naturens nanoteknik (2014) doi:10.1038/nnano.2014.64
(Phys.org) – Ett team av forskare med medlemmar från Japan, Taiwan och Schweiz har upptäckt att det är möjligt att se en fasövergång inträffa i ett 2D-halvledande material med hjälp av ett sveptransmissionselektronmikroskop (STEM). I deras papper publicerad i tidskriften Naturens nanoteknik som beskriver sin forskning och resultat, teamet beskriver hur de använde mikroskopet för att se när ett prov av den direkta bandgap-halvledaren molybdensulfid genomgick en fasförskjutning.
En förmåga att fasskifta mellan metalliska egenskaper och en halvledare är en viktig egenskap hos ett material - en som forskare skulle vilja förstå bättre. Hittills har dock forskare var tvungna att sluta sig till en del av vad som händer när ett material genomgår en fasförskjutning, eftersom de faktiskt inte kunde se det när det hände. I denna nya ansträngning, forskarna visar att det är möjligt att direkt se en fasförskjutning genom att göra det med ett prov av molybdensulfid. Därvid, de har upptäckt att atom-för-atom-rörelser är en del av skiftet, snarare än fullständiga skift av ett kollektiv. Forskarna föreslår att deras observationer antyder möjligheten att skapa skiktade 2D-halvledare "i skikt" snarare än som en serie steg där ett material läggs över ett annat. Det skulle göra det möjligt att skapa strukturer med precision i atomär skala.
Molybdensulfid är polymorf - den kan fungera som antingen en metall eller en halvledare, beroende på hur mycket värme som finns. Ännu bättre kan de två faserna fås att interkonvertera med hjälp av atomplanglidning inom skiktet, (en tvärgående förskjutning av ett av materialen över det andra) även om det aldrig hade setts göra det. Som en del av deras forskning, laget uppträdde på plats flygplan glider medan du tittar med hjälp av STEM, ge dem en aldrig tidigare skådad bild av vad som faktiskt inträffar när en sådan fasförskjutning sker. Fasförskjutningen med molybdensulfidprovet inträffade på grund av värmen som utövades av själva STEM:en. De föreslår att en sådan teknik också kan användas för att inducera fasförskjutning i andra 2D-material.
Forskarna rapporterar också att de redan har använt det de har lärt sig för att skapa flera prototyper av nanoenheter - varav en utför funktionerna hos en Schottky-diod.
© 2014 Phys.org
