新型原子平板化合物有望用于光电子、先进计算
莱斯大学的一个实验室希望它的产品看起来很锋利，即使是在纳米尺度上。它最新的创造正好符合目标。
材料科学家普里克尔·阿加扬(Pulickel Ajayan)的水稻实验室创造了独特的二维薄片，具有两种截然不同的特征:一边是二烯化钼，另一边是二烯化铼。
从表面上看，这两种色调的材料都喜欢这样，在化学气相沉积炉中自然生长——尽管条件很紧张。
相邻的二烯化铼(上)和二烯化钼晶体结构形成二维过渡金属二卤代烃异质结构，结构域明显分离。在莱斯大学创造的独特材料显示了光电应用的前景。由纳米材料科学中心和Ajayan研究组提供
该材料是一种二维过渡金属双卤代异质结构，是一种具有多种化学成分的晶体。这一发现本身并不罕见，但美国化学学会期刊《纳米快报》上报道的这种材料中元素之间的锯齿状边界却是独一无二的。
双卤代烃是一种含有过渡金属和硫的半导体。y’re是太阳能电池、光电探测器和传感设备等光电应用领域的一种有前景的元件。研究报告的第一作者、莱斯大学的研究生艾米·阿普特说，这些材料可能也适合用于量子计算或神经形态计算，后者模拟人类大脑的结构。
Apte说，众所周知，原子平坦的钼钨双卤钨异质结构可以更像合金，它们的晶体域之间有扩散边界。然而，这种新材料——从技术上讲，2H MoSe2-1T’ ReSe2——具有原子锋利的界面，这使得它比其他双卤代烃具有更小的电子带隙。
” Apte说:“我们可以用一种非常可控的方式来调整这种材料的带隙，而不是根据合金的成分来设置一个独特的带隙。”两个相邻原子薄畴之间的巨大差异开辟了新的途径。他说电压的范围可能在1.5到2.5电子伏之间。
举例说明了二烯化铼和二烯化钼的几种排列，它们在莱斯大学创造的一种新的过渡金属二卤代烃中形成了一个锋利的结合点。点击图片查看大图。由Ajayan研究小组提供
可靠地生长这些材料需要创建一个相图，其中列出了每个参数——化学气体前驱体的平衡、温度和时间——如何影响这个过程。莱斯大学的研究生、研究报告的合著者桑迪亚·苏萨拉说，这张图表为制造商提供了一个路线图。
她说:“在这些2D材料中，最大的问题是y’不能很好地复制。“和y’对许多参数都很敏感，因为这个过程是由动力学控制的。
但是我们的过程是可扩展的，因为它是由热力学控制的。“制造商没有太多的参数可以参考。他们只要看相图，控制成分，他们就能得到产品
研究人员认为，他们可以通过为外延生长定制基板，进一步控制材料’s的形状。让原子按照surface’自身的原子排列就位，将允许更多的定制。
论文的共同作者是莱斯大学的研究生卢卡斯·萨西;前博士后研究员钟元渊，现为韩国基础科学研究所高级研究员;德州仪器电子与计算机工程助理教授巴拉德瓦杰;校友钱德拉·塞哈尔·蒂瓦里(Chandra Sekhar Tiwary)，现任印度理工学院(Indian Institute of Technology, Kharagpur)助理教授;以及James Tour, T.T.和W.F. Chao化学讲座主席，计算机科学和材料科学以及纳米工程教授;南加州大学的Aravind Krishnamoorthy, Rajiv Kalia, Aiichiro Nakano和Priya Vashishta，橡树岭国家实验室的Jordan Hachtel和Juan Carlos Idrobo。
阿加扬是赖斯材料科学和纳米工程系的系主任，本雅明·m·格林伍德·安德森(Benjamin M. and Mary Greenwood Anderson)工程学教授和化学教授。
能源部、科学办公室、基础能源科学和空军科学研究办公室支持了这项研究。
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