p Pesquisadores do Penn State's Center for Two-Dimensional and Layered Materials e da University of Texas at Dallas mostraram a capacidade de cultivar alta qualidade, materiais de camada única, um sobre o outro, usando deposição química de vapor. Esta técnica altamente escalonável, frequentemente usado na indústria de semicondutores, pode produzir novos materiais com propriedades únicas que podem ser aplicados a células solares, ultracapacitores para armazenamento de energia, ou transistores avançados para eletrônicos com eficiência energética, entre muitas outras aplicações. p "As pessoas têm tentado empilhar esses materiais em camadas usando o método da fita adesiva (um método de esfoliação desenvolvido pelos ganhadores do Prêmio Nobel Novoselov e Geim para produzir grafeno), mas isso deixa resíduos nas camadas e não é escalonável, "explica Joshua Robinson, da Penn State, autor correspondente em um artigo recente publicado online em ACS Nano . Outros grupos utilizaram o método de deposição de vapor químico para cultivar materiais em camadas em um substrato de cobre, mas este método requer algumas técnicas sofisticadas para transferir o material em camadas para um substrato mais funcional sem causar rasgos ou contaminação.

p Robinson e seus colegas empregaram um método mais direto, usando deposição de vapor químico para crescer uma camada de grafeno epitaxial quase autônomo (QFEG) em um substrato de carboneto de silício, seguido por uma camada de dissulfeto de molibdênio (MoS2), um composto dichalcogeneto de metal amplamente utilizado como um lubrificante. A fim de testar a qualidade do MoS2 no grafeno, os pesquisadores usaram o material para construir um dispositivo fotodetector para medir a eficiência do material em camadas na conversão de fótons em elétrons. Eles descobriram que a resposta do material MoS2 / QFEG foi 100 vezes maior do que o MoS2 sozinho.

p Para dispositivos, o método QFEG, que introduz uma camada de átomos de hidrogênio entre o substrato e o grafeno e, assim, desacopla a camada de grafeno do carboneto de silício subjacente, provou ser uma escolha melhor do que o grafeno conforme crescido mais padrão. Robinson diz, "Em geral, QFEG é mais interessante, e do ponto de vista do dispositivo, é crítico. "

p Para ver se o grafeno quase autônomo era um modelo adequado para o crescimento de outras camadas atômicas empilhadas artificialmente, a equipe sintetizou dois outros sólidos de van der Waals:disseleneto de tungstênio, e nitreto de boro hexagonal. (Os sólidos de van der Waals têm forte ligação no plano, mas fraca ligação intercamada.) Eles determinaram que o grafeno epitaxial era "um excelente candidato para a construção de sólidos VdW de grande área que terão propriedades e desempenhos extraordinários."

p A indústria já demonstrou grande interesse em materiais em camadas 2D para aplicações de RF, semicondutores de baixa potência e baixo custo, e para monitores em substratos flexíveis. "Este é o primeiro passo, "Robinson diz." Para controlar verdadeiramente as propriedades, precisaremos examinar uma variedade desses sistemas que devem ter propriedades inteiramente novas quando empilhados juntos. "