Sedan upptäckten av grafen 2004, det har funnits ett snabbt växande intresse bland forskare för studier av 2-D-material bortom grafen. I familjen chalkogenidmaterial, 2-D-skiktade övergångsmetalldykalkogenider visar utmärkta elektroniska och optiska egenskaper, enastående mekanisk flexibilitet, och exceptionell katalytisk prestanda. På samma gång, kalkogenider som As ₂ S ₃ , Som ₂ Se ₃ , etc., har aldrig betraktats som material som kan bilda strukturer av denna typ.

Det kan bero på begränsningarna i de metoder som används för att förbereda dessa material. En grupp forskare från laboratoriet för funktionella nanomaterial vid Lobachevsky State University i Nizhny Novgorod, Alekseev Nizhny Novgorod State Technical University och AGH University of Science and Technology (Krakow, Polen) har visat möjligheten att bilda bikakestrukturer i plasma med hjälp av det tvådimensionella arsenikssulfidkalkogenidsystemet. De har rapporterat sina fynd i en studie med titeln "Infraröd och Raman-spektroskopi-studie av As-S-kalkogenidfilmer framställda genom plasmaförstärkt kemisk ångavsättning."

De rapporterar en stark strukturell fotoluminescens upphetsad av kontinuerliga vågoperationslasrar med en våglängd på 473 nm och 632,8 nm. Påverkan av excitationsparametrar, kemisk sammansättning, strukturera, och glödgningsbetingelser för intensiteten av fotoluminescens av kalkogenidmaterialen har fastställts. Masspektrometri och Raman-spektroskopi kopplades med kvantkemiska beräkningar för att avslöja fragmenten som är byggstenarna i 2-D As-S-materialen.

Forskarna föreslår en trolig mekanism för bildande och modifiering av de arseniska sulfidlysande strukturella enheterna. Egenskaperna för 2-D-polstrukturerad och skiktad arsenikssulfid föreslås vara nyckeln till att gå vidare till 2-D ljuskänsliga enheter.

Bilder av svepelektronmikroskopi (SEM) som är typiska för arsensulfiden med en komposition As40S60 illustreras i figur 1 (a) och (b). Den slående skillnaden i ytmorfologi och struktur beror på mycket olika betingelser för plasmainfällning.

Båda bilderna (la och Ib) illustrerar arsenik-sulfidstrukturer bestående av (As2S2) n-enheter som bildas i plasma av sfäriska strukturfragment med en diameter av cirka 100 nm. Figur la visar ett polstrukturerat material och figur 1b visar en 2-D-skiktad struktur, vars teoretiska möjlighet har beskrivits nyligen. Forskarna rapporterar kvantkemiska uppskattningar av dessa strukturer tillsammans med experimentella resultat på det ovanligt breda transparensfönstret för dessa material (0,43-20 μm) i jämförelse med de för As2S3 (0,6-11 μm) framställda med traditionella termiska metoder.

Fotoluminescens av den plasmabehandlade arsenikssulfiden mättes genom excitation vid 473 nm och 632,8 nm med användning av kontinuerliga vågdrivningslasrar vid rumstemperatur (RT, Figur 2). Arsensulfidmaterialen framställda i plasma analyserades med användning av masspektrometri-metoden för att avslöja de viktigaste strukturella fragmenten som påverkar luminescensintensiteten. Mass-spektroskopidata klargör de viktigaste strukturella fragmenten som påverkar PL-intensiteten hos den plasmabredda arsenikssulfiden. Enligt de uppgifter som erhållits, forskarna föreslår att huvudorsaken till utseendet och förstärkningen av luminescensen i arsensulfidmaterial framställda i plasma är (As2S2) n cyklisk struktur som spelar rollen som en "diskliknande polariserbarhetstensor."

På grund av dess egenskaper, tvådimensionell polstrukturerad och skiktad arsenik sulfid är ett lovande material för att utveckla 2-D ljuskänsliga enheter. Dessa egenskaper är också användbara när du skapar fälteffekttransistorer, mycket känsliga fotodetektorer och gassensorer.