p Como um sanduíche com trigo na parte inferior e centeio na parte superior, Os cientistas da Rice University criaram uma nova versão saborosa de materiais bidimensionais. p O cientista de materiais do laboratório Rice Jun Lou fez um dichalcogeneto de metal de transição semicondutor (TMD) que começa como uma monocamada de disseleneto de molibdênio. Eles então retiram a camada superior da rede e substituem exatamente metade dos átomos de selênio por enxofre.

p O novo material que eles chamam de Janus enxofre molibdênio selênio (SMoSe) tem uma construção cristalina que os pesquisadores disseram que pode hospedar um campo elétrico intrínseco e que também se mostra promissor para a produção catalítica de hidrogênio.

p O trabalho é detalhado este mês na revista American Chemical Society. ACS Nano .

p O material de duas faces é tecnicamente bidimensional, mas, como o disseleneto de molibdênio, consiste em três camadas empilhadas de átomos dispostos em uma grade. Do topo, eles se parecem com anéis hexagonais à la grafeno, mas de qualquer outro ângulo, a grade é mais como um trepa-trepa em nanoescala.

p Controle rígido das condições em um forno de deposição de vapor químico típico - 800 graus Celsius (1, 872 graus Fahrenheit) à pressão atmosférica - permitiu que o enxofre interagisse apenas com a camada superior de átomos de selênio e deixasse a parte inferior intacta, disseram os pesquisadores. Se a temperatura subir acima de 850, todo o selênio é substituído.

p "Como a intercalação de muitas outras moléculas demonstrou ter a capacidade de se difundir nos materiais em camadas, difusão de moléculas de enxofre gasoso entre as camadas desses cristais de Van der Waals, bem como o espaço entre eles e os substratos, requer força motriz suficiente, "disse o pesquisador de pós-doutorado de Rice, Jing Zhang, co-autor principal do artigo com o estudante de graduação Shuai Jia. "E a força motriz em nossos experimentos é controlada pela temperatura da reação."

p Um exame atento mostrou que a presença de enxofre deu ao material uma lacuna de banda maior do que o disseleneto de molibdênio, disseram os pesquisadores.

p "Este tipo de estrutura de duas faces foi previsto teoricamente, mas muito raramente realizado na comunidade de pesquisa 2-D, "Lou disse." A quebra de simetria na direção fora do plano de TMDs 2-D pode levar a muitas aplicações, como um catalisador 2-D ativo de plano basal, sensores e atuadores robustos com piezoeletricidade no limite 2-D. "

p Ele disse que a preparação do material Janus deve ser universal para materiais em camadas com estruturas semelhantes. "Será muito interessante observar as propriedades da configuração de Janus de outros materiais 2-D, "Lou disse.