Forskare vid Chalmers har visat hur de kan styra egenskaperna och skräddarsy ett´tvådimensionellt material med hjälp av vanlig väteperoxid. Upptäckten kan bli en viktig pusselbit i utvecklingen av framtidens avancerade nano- och kvantteknik och resultaten publicerades nyligen i den ansedda tidskriften Nature Communications.
m
Illustration: Alexander Ericson, Yen Strandqvist, Chalmers
– Med hjälp av väteperoxid kan vi på ett enkelt och skalbart sätt designa materialets kanter ända ner på atomnivå. Vi kan därmed styra vilka egenskaper ett material ska ha. Processen är dessutom miljövänlig och kräver inga höga temperaturer, säger Battulga Munkhbat som är forskare på institutionen för fysik på Chalmers i ett pressmeddelande.
Föruyom grafen – som är det mest kända tvådimensionella (2D) materialet- så finns många andra lovande och spännande 2D-material. Forskargruppen som står bakom de nyligen publicerade resultaten arbetar med så kallade TMD-material som är intressanta för utvecklingen av nya lösningar inom kvantelektronik och nanoteknik.
För att kunna använda materialen på ett optimalt sätt är det viktigt att kunna styra deras egenskaper. Eftersom de ultratunna materialens kanter – som bara har en enda dimension – har andra egenskaper än det övriga materialet, ligger det en stor forskarutmaning i att kunna kontrollera dessa.
Den nya studien från Chalmers visar att det går att använda vanlig väteperoxid för att skräddarsy perfekta kanter i 2D-material. Med hjälp av den nya metoden styr de kantegenskaperna – atom för atom – och kan till exempel bestämma om materialet molybdendisulfid ska vara magnetiskt eller inte.
För att kunna använda materialen på ett optimalt sätt är det viktigt att kunna styra deras egenskaper. Eftersom de ultratunna materialens kanter – som bara har en enda dimension – har andra egenskaper än det övriga materialet, ligger det en stor forskarutmaning i att kunna kontrollera dessa.
– Det är väldigt fascinerande att vi nu kan kombinera kant- och 2D-fysik i ett och samma material på ett banbrytande sätt. Det här öppnar helt nya möjligheter för utvecklingen av 2D-material och deras framtida tillämpningar, säger forskningsledaren Timur Shegai som är biträdande professor vid institutionen för fysik på Chalmers.
För att göra den nya tekniken tillgänglig för forskningslaboratorier och högteknologiska företag har forskarna startat ett företag som erbjuder TMD-material med skräddarsydda kantegenskaper. Forskarna planerar också att vidareutveckla applikationer inom området.
Artikeln ”Transition metal dichalcogenide metamaterials with atomic precision” har nyligen publicerats i Nature Communications.
