Ett optiskt mikrogram i mikronskala som visar en karakteristiskt triangulär ultratunn molybdendisulfidfilm odlad i York.
Ofullkomligheter gör människor intressanta; detsamma gäller för kristaller.
Nu fysiker vid University of York som arbetar med ett internationellt team av forskare, har flyttat fokus från defekter i bulkkristaller till defekter i ultratunna kristallskivor med endast en atom eller en molekyltjocklek.
Efter upptäckten av grafen, ett ultratunt undermaterial tillverkat av en kolskiva med endast en atomtjocklek, ett antal andra ultratunna membran har blivit fokus för studier av nanoteknologer. Dessa ultratunna material kan användas inte bara för att studera fysik i "platt land" utan kan också användas som byggstenar för att producera ultratunna eller artificiellt staplade och flexibla elektroniska enheter.
Med hjälp av sofistikerad högupplöst elektronmikroskopi, forskarna, som inkluderade forskare från Zhejiang University i Hangzhou, Pekings universitet, Reming University och Chinese Academy of Science i Peking, Kina och King Abdullah University of Science and Technology i Saudiarabien, har skannat dessa tvådimensionella ark efter defekter med upplösning ner till atomskala.
De har upptäckt att atomärt tunna molybdendisulfid (MoS 2 ) ark har olika "personligheter" eller dominerande defekter beroende på hur de produceras. Om det atomärt tunna arket klyvs från mineraler eller odlas genom kemisk reaktion, då är de dominerande defekterna förlust av svavelatomer från den kristallina strukturen. Å andra sidan, om det atomärt tunna arket odlas genom direkt förångning av bulk MoS 2 , då är den dominerande defekten den så kallade anti-site-typen med molybdenatomer som ersätter svavelatomer i kristallen.
Dr Matt Probert, York-ledaren för utvecklingsteamet för "CASTEP"-programmet för beräkning av materialegenskaper, sa:"Vi har backat upp de experimentella fynden med detaljerade atommodeller av dessa defekter och deras bildningsenergier."
Professor Jun Yuan, vid Institutionen för fysik i York, tillade:"Den här informationen är viktig för att förbättra vår ansträngning att växa MoS av hög kvalitet 2 för elektroniska applikationer där sådana defekter vanligtvis är ovälkomna."
Professor Chuanhong Jin, som ledde projektet vid Zhejiang University, sa:"Antisite-defekterna som avslöjas genom denna studie kanske inte alltid är skadliga, eftersom de kan ha intressanta magnetiska egenskaper i annars konventionellt "icke-magnetiska" material. Forskningen om dessa ultratunna kristallina ark är uppenbarligen bara början på ytterligare ett kapitel av människans nya utforskning i nanovärlden."
