Ett nytt tvådimensionellt material har blivit verklighet, tack vare ett team av danska och italienska forskare.
Forskningen, ledd av fysiker vid Aarhus Universitet, lyckades med den första experimentella realiseringen och strukturella undersökningen av enskiktsvanadindisulfid (VS 2 ). Den publiceras idag i tidskriften 2D-material .
MOT 2 är en av en skiftande grupp av föreningar som kallas övergångsmetalldikalkogenider (TMD). Många av dessa kan anta en skiktad kristallstruktur från vilken atomärt tunna kristallina ark kan isoleras. De elektroniska egenskaperna hos de enatomära kristallerna kan skilja sig på viktiga sätt från de hos de skiktade bulkkristallerna.
Huvudförfattaren Dr. Charlotte Sanders från Aarhus Universitet förklarade vikten av de nya rönen:"Teoretiska studier tyder på att enkellager VS 2 kan uppvisa mycket intressant fysik, inklusive magnetism och starka korrelationer. Det kan också vara värd för vågtillstånd för laddningstäthet, liksom bulk VS 2 . Dock, att göra VS2 är svårt och det enda lagret har inte gjorts framgångsrikt tidigare.
"Faktiskt, magnetism i enskiktsmaterial har bara nyligen observerats, och är fortfarande ganska sällsynt. Så, möjligheten att detta material kan vara magnetiskt är spännande."
För att göra det enda lagret av VS 2 , forskarna indunstade vanadin på en ren guldyta vid rumstemperatur. De värmde sedan upp provet i närvaro av svavelhaltiga molekyler som reagerar med vanadin för att producera VS 2 . Teamet mätte egenskaperna hos proverna med lågenergielektrondiffraktion, scanning tunnelmikroskopi, och röntgenfotoelektronspektroskopi.
Betydligt nog, teamet upptäckte också en ny och oförutsedd vanadinsulfidförening. De flesta 2D-material kan, i teorin (även om det inte nödvändigtvis är i praktiken), härröra från bulkskiktade kristaller. Dock, det finns inget 3D-material som har liknande stökiometri och kristallstruktur som den nya föreningen, som bildas när enkelskikts VS 2 utarmas på svavel genom upphettning.
Med tanke på de sannolika magnetiska egenskaperna hos besläktade vanadinföreningar, det nya materialet kan vara en annan kandidat för tvådimensionell magnetism.
"Det nya materialets elektroniska struktur, tillsammans med möjlig laddningstäthet vågfaser och magnetisk ordning, återstår att utforska, och en intressant öppen fråga är hur dess egenskaper skiljer sig från de hos stökiometriska enkelskikts VS 2 , " sa Dr. Sanders.
