p Pela primeira vez, cientistas criaram camadas únicas de um mineral raro de ocorrência natural chamado tungstenita, ou WS ₂ . A folha resultante de átomos de enxofre e tungstênio empilhados forma um padrão de favo de mel de triângulos que mostraram ter emissão de luz incomum, ou fotoluminescente, propriedades. De acordo com o líder da equipe Mauricio Terrones, professor de física e ciência dos materiais e engenharia na Penn State, as estruturas triangulares têm aplicações potenciais em tecnologia óptica; por exemplo, para uso em detectores de luz e lasers. Os resultados da pesquisa serão publicados na edição impressa da revista. Nano Letras . p Terrones explicou que a criação de monocamadas - simples, camadas de um átomo de espessura - é de interesse especial para os cientistas porque as propriedades químicas dos minerais e outras substâncias mudam dependendo de sua espessura atômica, abrindo a porta para aplicações potencialmente úteis de materiais multicamadas de várias espessuras. Em pesquisas anteriores, os cientistas realizaram a façanha de fazer uma monocamada de grafeno - uma substância semelhante ao grafite encontrado em grafites de lápis. "A técnica que esses pesquisadores usaram era tediosa, mas funcionou, "Terrones disse." Eles basicamente removeram, ou esfoliado, o grafeno, camada por camada, com fita adesiva, até que eles caíram para um único átomo de espessura. "

p Agora, pela primeira vez, Terrones e sua equipe usaram um método controlado de redução térmica-sulfurização - ou deposição química de vapor - para realizar o mesmo feito com um mineral raro chamado tungstenita. Os cientistas começaram depositando minúsculos cristais de óxido de tungstênio, que têm menos de um nanômetro de altura, e eles então passaram os cristais por vapor de enxofre a 850 graus Celsius. Esse processo levou a camadas individuais - ou folhas - compostas por um átomo de espessura. A estrutura resultante - chamada de dissulfeto de tungstênio - é um padrão de favo de mel de triângulos consistindo de átomos de tungstênio ligados a átomos de enxofre.

p "Uma das propriedades mais interessantes da monocamada de dissulfeto de tungstênio é sua fotoluminescência, "Terrones disse. Terrones explicou que a fotoluminescência ocorre quando uma substância absorve luz em um comprimento de onda e reemite a luz em um comprimento de onda diferente. A propriedade da fotoluminescência também ocorre em certos animais bioluminescenentes, como peixes-pescador e vagalumes." nosso trabalho é o fato de que vemos a fotoluminescência mais forte nas bordas dos triângulos, exatamente onde a química dos átomos muda, com muito menos fotoluminescência ocorrendo no centro dos triângulos, "Terrones disse." Também descobrimos que essas novas monocamadas luminescem à temperatura ambiente. Portanto, não são necessários requisitos especiais de temperatura para que o material exiba essa propriedade. "

p Co-autor Vincent H. Crespi, Distinto Professor de Física, Química, e Ciência e Engenharia de Materiais na Penn State, adicionado, "As imagens da fotoluminescência são lindas; os triângulos iluminam-se em todas as suas bordas como pequenos enfeites de férias - enfeites de férias com potencialmente transformadores, aplicações de longo prazo em nano-óptica. "

p A pesquisa tem muitas aplicações potenciais nas áreas de detecção óptica de luz, a produção de diodos emissores de luz, e até mesmo tecnologia a laser. Os pesquisadores também planejam tentar a tecnologia de deposição de vapor químico para cultivar monocamadas inovadoras usando outros materiais em camadas com aplicações potencialmente úteis.