I en kristall hänvisar fasetter till de plan som består av olika atomarrangemang. I naturen tenderar kristaller att bilda en polyedrisk form på grund av flera fasetter, och att förverkliga en enfasett i en kristall är mycket utmanande. Icke desto mindre, i en studie publicerad i Advanced Powder Materials , skisserade en grupp forskare från Kina en ny syntesmetod som kan syntetisera 2D-material med stor yta med atomtjocklek och samtidigt exponera enfasett.

"Den exponerade aspekten är avgörande eftersom den bestämmer ytstrukturen och egenskaperna hos 2D-material", förklarar första författaren till studien Jingwei Wang, Shuimu Scholar vid Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University.

"Tidigare använde de flesta forskare våtkemiska metoder för att syntetisera nanopartiklar med specifika aspekter. Dessa prover lider dock av liten yta, låg kvalitet och närvaron av flera aspekter som inte är lämpliga för att studera de identiska egenskaperna hos en viss aspekt. "

Studiens tvärvetenskapliga team av forskare fann att användning av ett trefaldigt symmetriskt tillväxtsubstrat, såsom glimmer, ger 2D MnSe-kristaller med en (111) facett. Omvänt, på ett tvåfaldigt symmetriskt substrat som MgO (100), kan 2D MnSe-kristaller med (100) fasetter odlas. Dessa 2D MnSe-flingor uppvisar inte bara stora ytor av enfasett utan har också hög kristallinitet och ordnad domänorientering. De bevisar vidare att dessa prover är idealiska kandidater för att studera facettberoende egenskaper (t.ex. elektrokatalys).

"Hittills har det varit svårt att avslöja förhållandet mellan kristallfasett och egenskaper eftersom nanomaterialen vanligtvis exponerar flera aspekter. Vårt tillvägagångssätt visar att enfasetten kan kontrolleras i atomärt tunna 2D-material på specifika tillväxtsubstrat", säger Bilu Liu, motsvarande författare till studien. "Vi hoppas att våra resultat uppmuntrar forskare att fortsätta att undersöka facett-teknik av 2D-material för önskade egenskaper och tillämpningar."

Mer information: Jingwei Wang et al, Fasettkonstruerad tillväxt av icke-skiktade 2D-mangankalkogenider, Avancerade pulvermaterial (2023). DOI:10.1016/j.apmate.2023.100164

Tillhandahålls av KeAi Communications Co.