p Adicionar defeitos pode tornar um bom material ainda melhor? Os cientistas descobriram que defeitos lineares em uma película fina promissora criam fios metálicos de um átomo de espessura. Esses fios cruzam o material de outra forma intacto, oferecendo uma maneira de canalizar elétrons e fótons, pequenos pacotes de luz. Uma equipe multidisciplinar fez essa descoberta usando recursos da Molecular Foundry e da Advanced Light Source. p A equipe trabalhou com dichalcogenetos de metais de transição (TMDs) porque os materiais têm características ópticas excepcionais. Esta pesquisa descobriu que uma única camada TMD pode emitir tanta luz quanto um material equivalente que é 10, 000 vezes mais espesso, pavimentando o caminho para menores, dispositivos mais eficientes. Avançar, a equipe descobriu que defeitos de engenharia (propositalmente introduzir átomos ausentes ou deslocados) em TMDs podem modificar suas propriedades intrínsecas. Essas modificações podem melhorar o material ou levar a propriedades úteis totalmente novas para a conversão de energia futura, computação quântica e sistemas de comunicação.

p No mundo dos semicondutores, impurezas e defeitos podem ser uma coisa boa. Eles modificam as propriedades de materiais como o silício, e os cientistas podem explorar essas propriedades para desenvolver melhores transistores para laptops, telefones inteligentes, e células solares. Recentemente, cientistas descobriram uma nova classe de semicondutor que tem apenas três átomos de espessura e se estende em um plano bidimensional, semelhante ao grafeno. Esses semicondutores bidimensionais, chamados dichalcogenetos de metais de transição (TMDs), têm características ópticas excepcionais. Eles podem ser desenvolvidos em fotodetectores ultrassensíveis, e uma única camada de TMD emite tanta luz quanto um cristal de TMD tridimensional composto por 10, 000 camadas.

p Nos últimos anos, os cientistas se perguntam se as impurezas e defeitos também podem modificar as propriedades intrínsecas dos TMDs, talvez de maneiras que melhorem o semicondutor ou levem a novas funcionalidades. Cientistas da Fundição Molecular, em colaboração com pesquisadores da Advanced Light Source, deram um grande passo para responder a esta pergunta. Eles descobriram - para sua surpresa - como defeitos lineares substanciais em TMDs criam propriedades inteiramente novas. Algumas dessas propriedades indicam que defeitos em TMDs podem até mediar estados supercondutores.

p A equipe sintetizou três átomos de espessura, camadas limpas de disseleneto de molibdênio, que é um tipo de TMD. Eles então estudaram o material com um microscópio que pode visualizar átomos e suas funções de ondas eletrônicas. Eles descobriram um defeito linear formado por uma linha de átomos de selênio ausentes. Esse defeito cria fios metálicos de um átomo de espessura para transportar elétrons ou fótons através do semicondutor intacto, como veias.