Genomskinlig flexibel elektronik baserad på 2D -material. Kredit:A*STAR Institute of Materials Research and Engineering
Molybden -trioxid (MoO 3 ) har potential som ett viktigt tvådimensionellt (2-D) material, men dess bulktillverkning har hamnat efter andra i sin klass. Nu, forskare vid A*STAR har utvecklat en enkel metod för massproducering av ultratunna, högkvalitativ MoO 3 nanosheet.
Efter upptäckten av grafen, andra 2-D-material, såsom övergångsmetall-di-kalkogenider, började väcka stor uppmärksamhet. Särskilt, Mu 3 framträdde som ett viktigt 2-D halvledande material på grund av dess anmärkningsvärda elektroniska och optiska egenskaper som lovar en rad nya applikationer inom elektronik, optoelektronik och elektrokromi.
Liu Hongfei och kollegor från A*STAR Institute of Materials Research and Engineering och Institute of High Performance Computing har försökt utveckla en enkel teknik för massproducering av stora, högkvalitativa nanoblad av MoO 3 som är flexibla och transparenta.
"Atomiskt tunna nanoskikt av molybden -trioxid har nya egenskaper som kan användas i en rad elektroniska applikationer, "säger Liu." Men för att producera nanoskikt av god kvalitet, moderkristallen måste vara av mycket hög renhet. "
Genom att först använda en teknik som kallas termisk ångtransport, forskarna avdunstade MoO 3 pulver i en rörugn vid 1, 000 grader Celsius. Sedan, genom att minska antalet kärnbildningsställen, de kunde bättre matcha den termodynamiska kristallisationen av MoO 3 att producera högkvalitativa kristaller vid 600 grader Celsius utan att behöva ett specifikt substrat.
"I allmänhet, kristalltillväxt vid förhöjda temperaturer påverkas av substratet, "förklarar Liu." Men i avsaknad av ett avsiktligt substrat kunde vi bättre kontrollera kristalltillväxten, så att vi kan odla molybden -trioxid -kristaller av hög renhet och kvalitet. "
Efter kylning av kristallerna till rumstemperatur, forskarna använde mekanisk och vattenhaltig exfoliering för att producera submikron-tjocka remmar av MoO 3 kristaller. När de en gång utsatte banden för sonikering och centrifugering, de kunde producera stora, högkvalitativ MoO 3 nanosheet.
Arbetet har gett ny inblick i elektroniska interaktioner mellan 2-D MoO 3 nanosheet. Kristallväxt- och exfolieringsteknikerna som utvecklats av teamet kan också vara till hjälp för att manipulera bandgapet-och därför de optoelektroniska egenskaperna-för 2-D-material genom att bilda 2-D heterojunctions.
"Vi försöker nu tillverka 2-D MoO 3 nanoskikt med större ytor, samt utforska deras potentiella användning i andra enheter, såsom gassensorer, säger Liu.
