Högkristallina 2-D övergångsmetall dikalkogenid supraledare och deras associerade (van der Waals) heterostrukturer ger en rik plattform för undersökning av ny kvantfysik och exotisk supraledning. Detta beror på deras 2-D icke-centrosymmetriska gitter med en stark spin-orbital interaktion.

En forskargrupp från National University of Singapore ledd av professor Lu Jiong, från Institutionen för kemi, NUS i samarbete med Prof Kostya S. Novoselov från Materials Science and Engineering, NUS har utvecklat en universell elektrokemisk exfolieringsmetod för syntes av högkristallina, tvådimensionella supraledande monoskikt (2DSC). Dessa 2DSC-monoskikt erhålls i en stabil suspension med monoskiktsproduktionsutbyte på upp till 75 %. De kan användas för att tillverka konstgjorda strukturer som uppvisar supraledande egenskaper. Detta inkluderar utskrift av 2-D supraledande trådar på wafernivå och konstruktion av supraledande kompositer med 3D-utskriftsteknik.

Metoden utnyttjar saminterkalationen av ammoniumkatjoner solvatiserade med en stor mängd neutrala lösningsmedelsmolekyler för att dra bort 2-D-monoskikt från 3-D-bulken. Denna strategi tillåter inte bara tillräcklig interkalering av olika skiktade kristaller, men minskar också avsevärt överdriven laddning och strukturella skador på de skiktade värdarna. Detta är avgörande för exfoliering av högkvalitativa och stora 2DSC-monoskikt. Dessutom, 2DSC monolager suspension kan utnyttjas för att tillverka artificiella van der Waals heterostrukturer som beter sig som periodiska Josephson junction arrays, som potentiellt kan användas vid tillverkning av nya supraledande anordningar.

Prof Lu sa, "Denna universella elektrokemiska exfolieringsmetod kan användas för skalbar produktion av ett bibliotek av lösningsbearbetbara, högkristallina 2DSC-monoskikt, erbjuder enorm teknisk potential för utveckling av nya materialegenskaper utom räckhåll för befintliga skiktade strukturer."