Molybdendisulfid är en förening som ofta används i torra smörjmedel och i petroleumraffinering. Dess halvledande förmåga och likhet med den kolbaserade grafenen gör molybdendisulfid av intresse för forskare som en möjlig kandidat för användning vid tillverkning av elektronik, speciellt fotoelektronik.
Nytt arbete från ett team med flera Carnegie-forskare avslöjar att molybdendisulfid blir metalliskt under intensivt tryck. Den publiceras i Fysiska granskningsbrev .
Molybdendisulfid kristalliseras i en skiktad struktur, med ett ark av molybdenatomer inklämt mellan ark av svavelatomer. Men det var teoretiskt att ändra denna struktur, utan att inducera föroreningar i den, kunde förvandla den till en metall. Det är, en strukturell övergång kan göra det möjligt för elektroner att flöda smidigt.
Teamet – inklusive Carnegies Alexander Goncharov, Haidong Zhang, Sergey Lobanov, och Xiao-Jia Chen – hittade ett sätt att framkalla detta metalliska tillstånd genom att sätta molybdendisulfid under tryck i diamantstädceller.
De fann att molybdendisulfid genomgick strukturella förändringar när trycket ökade, och föreningen började förändras till en ny fas. Teamet kunde fastställa att dessa förändringar berodde på lateral förskjutning av lagren av molybden och svavel.
Denna process började över 197, 000 gånger normalt atmosfärstryck (20 gigapascal), under vilken den nya fasen och mellanskiktsstaplingsarrangemanget börjar dyka upp och existera i samband med den gamla fasen. Det fullständiga övertagandet av den nya fasen sker vid cirka 395, 000 gånger normalt atmosfärstryck (40 gigapascal), varefter föreningen blev metallisk.
De fann att alla dessa förändringar var reversibla när trycket sänktes igen.
"Mer arbete behövs för att avgöra om applicering av ytterligare tryck kan ge supraledning, ett sällsynt fysiskt tillstånd där mater kan upprätthålla ett flöde av elektroner utan något motstånd alls, sa Goncharov.
Resten av teamet består av huvudförfattaren Zhen-Hua Chi från den kinesiska vetenskapsakademin, medförfattare Xiao-Miao Zhao från Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research och South China University of Techonology, och medförfattarna Tomoko Kagayama och Masafumi Sakata från Osaka University.
