p Pela primeira vez, os pesquisadores isolaram e caracterizaram cristais 2-D atomicamente finos de pentágonos unidos em disseleneto de paládio (PdSe2). A pesquisa confirmou as previsões de que a estrutura enrugada seria estável. p A estrutura única do material resulta em propriedades benéficas. Possui elétrons que se movem rapidamente. Também, é estável no ar. Outros semicondutores 2-D não são estáveis ​​no ar. Essas propriedades podem permitir usos avançados em detectores, células solares, e transistores. Avançar, este material pode aumentar a supercondutividade para fluxo elétrico sem perdas, sensores piezoelétricos, e computação com eficiência energética.

p A maioria dos cristais 2-D estudados até agora são uma rede de hexágonos - por exemplo, grafeno, dichalcogenetos de metais de transição, e fósforo preto - e as camadas da rede podem ser planas ou enrugadas. A teoria previu uma família de materiais cristalinos 2-D com treliças feitas de "ladrilhos" pentagonais. Folhas de pentágonos são incomuns, mesmo na natureza. Agora, uma equipe liderada pelo Laboratório Nacional de Oak Ridge provou experimentalmente a existência de um membro desta família. Os pesquisadores usaram cristais em massa feitos por um grupo da Universidade Tecnológica de Nanyang; eles esfoliaram os cristais para obter camadas enrugadas de PdSe2. Usando microscopia eletrônica de transmissão de varredura de alta resolução, eles caracterizaram camadas com espessuras diferentes. Espectroscopia óptica de microabsorção, Espectroscopia Raman, e cálculos de primeiros princípios mostraram que a espessura da camada mudou o gap. O intervalo de banda é a faixa de energia em um sólido em que os estados eletrônicos não podem existir. A espessura mudou o gap de 0 na massa (camadas múltiplas) para 1,3 elétron-volts em monocamadas simples. Essa descoberta abre caminho para materiais pentagonais 2-D com intervalos de banda sintonizáveis, que pode trazer novos recursos para a eletrônica e fotônica. A maioria dos materiais 2-D tem redes altamente simétricas e, como resultado, exibem comportamento isotrópico, isto é, uma propriedade física tem o mesmo valor quando medida em direções diferentes. Em contraste, Pentagonal 2-D PdSe2 é anisotrópico - o que significa que os valores das propriedades diferem quando medidos em direções diferentes. Os materiais 2-D pentagonais podem permitir um novo grau de liberdade para projetar dispositivos optoeletrônicos e eletrônicos conceitualmente novos, impossíveis com o uso de outros materiais 2-D. Além disso, o material é estável no ar, o que não é verdade para muitos outros semicondutores 2-D. Por exemplo, é menos suscetível à oxidação do que o fósforo preto, outro material 2-D promissor com um intervalo de banda ajustável. A descoberta de blocos de construção pentagonais enrugados adicionais pode promover aplicações em optoeletrônica de baixa energia, piezoelétricos, termelétricas, e spintrônica.