ایسنا: مواد دو بعدی دارای خواص الکترونیکی منحصر بفردی هستند. تا کنون بیشتر تمرکز محققان روی مشهورترین ماده دو بعدی یعنی گرافن بوده است، مشکل گرافن فقدان باندگپ است، به همین دلیل آنها به دنبال گزینههای دیگر هستند.
یک تیم تحقیقاتی به رهبری «ترونزه» و «کریسپی» از دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا با روش سولفوریزاسیون احیای گرمایی به صورت کنترل شده به رشد تک لایههای تنگستنات پرداختند. ورقههای مثلث شکل تنگستنات، دارای خواص فتولومینسانس غیرمعمول هستند که از آن میتوان در دیودهای نشر نور و لیزر استفاده کرد.
الین محققان بلورهای کوچک تنگستن که کمتر از یک نانومتر طول دارند را ایجاد کرده و سپس آنها را از میان بخار گوگرد عبور میدهند، این کار در دمای ۸۵۰ درجه سانتیگراد انجام میشود. در نتیجه الگوهایی لانه زنبوری بوجود میآید که در آن اتمهای تنگستن به اتمهای گوگرد متصل هستند.
«ترونزه» میگوید: ما از این که توانستیم ساختارهایی کامل رشد دهیم، شگفتزده شدیم. نکته جالب دیگر این بوده که در این ساختار مثلثی لبهها نسبت به مرکز درخشانتر بود. چنین ویژگی فتولومینسانسی پیش از این گزارش نشده بود.
فتولومینسانس زمانی اتفاق میافتد که حاملین بار در یک ساختار با هم ترکیب میشوند که این امر موجب نشر نور در طول موجهای مختلف میشود. در حالت عادی نشر نور امری ظریف است، به این معنا که اگر نقصی در ساختار باشد مانع از نشر میشود. در واقع در صورت وجود نقص الکترون و حفره بدون ایجاد نور با هم ترکیب میشوند. اما نتایج این پروژه عکس این موضوع را نشان می دهد؛ در لبهها که نقص وجود دارد نشر نور بیشتر است.
ترکیبات دوبعدی به سختی از مواد تودهای بوجود میآیند، این موضوع در مورد W۲S نیز صادق است. هر چند مواد تودهای باندگپ غیرمستقیم دارند، اما مواد تک لایهای باند گپ مسقیم دارند.
پژوهشگران این پروژه کاربردهای متنوعی را برای این یافته خود متصور هستند، برای مثال از این مواد میتوان به عنوان ردیاب زیستی و یا در رهاسازی دارویی استفاده کرد. البته هنوز برای به کارگیری آن در محصولات تحقیقات بیشتری لازم است.
این تیم تحقیقاتی قصد دارد تا مواد دو بعدی دیگری را که خواص نوری و الکترونیکی متفاوتی دارد، سنتز کند. برخی از این مواد شامل MoSe۲ ، NbS۲ ، WSe۲ است.
نتایج این پژوهش در نشریه «Nano Letters» به چاپ رسیده است.
