新的原子扁平化合物显示出光电子学 先进计算的前景

莱斯大学实验室希望其产品看起来更加锐利，即使在纳米级也是如此。它的最新创作是正确的目标。

莱斯材料实验室的材料科学家Pulickel Ajayan创造了独特的二维片状物，具有两种截然不同的个性：一侧是二硒化钼，另一侧是二硒化铼。

从各方面来看，这种双色调材料都是这样的，在化学气相沉积炉中，在紧密的条件下自然生长。

该材料是2-D过渡金属二硫族化合物异质结构，具有多于一种化学组分的晶体。这本身并不罕见，但美国化学学会期刊Nano Letters报道的材料中元素之间的尖锐锯齿形边界是独一无二的。

二硫化物是包含过渡金属和硫属元素的半导体。它们是太阳能电池，光电探测器和传感设备等光电应用的理想组件。主要作者，莱斯研究生Amey Apte表示，他们也可能是量子计算或神经形态计算的合适材料，它模仿人类大脑的结构。

图示显示了二硒化铼和二硒化钼的几种排列，它们形成了一个剃刀尖锐的连接处，它们在莱斯大学创建的新的过渡金属二硫化物中相遇。点击图像查看大图。图片来源：Ajayan Research Group

Apte说，众所周知的，原子级平坦的钼 - 钨二硫族化合物异质结构可以更像合金，在它们的晶畴之间具有扩散边界。然而，新材料 - 技术上，2H MoSe 2 -1T'ReSe 2 - 具有原子级锐利的界面，使其具有比其他二硫属化物更小的电子带隙。

“我们可以用一种非常可控的方式调整这种材料的带隙，而不是根据合金的成分设置一个独特的带隙，”Apte说。“两个相邻原子级薄区域之间的强烈差异开辟了新的途径。” 他说，电压范围可能从1.5到2.5电子伏特。

可靠地生长材料涉及创建相图，其中列出了每个参数 - 化学气体前体的平衡，温度和时间 - 如何影响过程。赖斯研究生和共同作者Sandhya Susarla表示，该图表是制造商的路线图。

“这些二维材料中最大的问题是它们的重复性不高，”她说。“他们对很多参数非常敏感，因为这个过程是动力学控制的。

“但我们的工艺是可扩展的，因为它是热力学控制的，”Susarla说。“制造商没有太多的参数需要考虑。他们只需要查看相图，控制成分，他们每次都会得到产品。”

研究人员认为，通过定制衬底进行外延生长，他们可以进一步控制材料的形状。根据表面自身的原子排列使原子落入到位可以实现更多的定制。

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