Hybridmateriale kan overgå grafen i flere applikationer

Materialer, der er hybridkonstruktioner (der kombinerer organiske og uorganiske forstadier) og kvasi-todimensionelle (med formbare og meget komprimerbare molekylære strukturer) er i fremmarch i flere teknologiske anvendelser, såsom fremstilling af stadigt mindre optoelektroniske enheder.

En artikel udgivet i Fysisk gennemgang B beskriver en undersøgelse ledet af Diana Meneses Gustin og Luís Cabral, som teoretisk forklarer de unikke optiske og transportegenskaber, der er resultatet af interaktionen mellem et molybdændisulfid-monolag, uorganisk stof MoS ₂ , og et substrat af azobenzen, organisk stof C ₁₂ H ₁₀ N ₂ .

Belysning får azobenzenmolekylet til at skifte isomerisering og overgang fra en stabil trans rumlig konfiguration til en metastabil cis-form, frembringer effekter på elektronskyen i molybdændisulfid-monolaget. Disse effekter, som er reversible, var tidligere blevet undersøgt eksperimentelt af Emanuela Margapoti i postdoktoral forskning udført på UFSCar og støttet af FAPESP.

Gustin og Cabral udviklede en model til at efterligne processen teoretisk. "De udførte ab initio-simuleringer [beregningssimuleringer udelukkende ved brug af etableret videnskab] og beregninger baseret på tæthedsfunktionel teori [en kvantemekanisk metode, der bruges til at undersøge dynamikken i mange-kropssystemer]. De modellerede også transportegenskaberne af molybdændisulfid-monolaget, når forstyrret af variationer i azobenzensubstratet, " forklarede forsker Lopez Richard.

Mens det offentliggjorte papir ikke omhandler teknologiske anvendelser, implementeringen af ​​effekten til at bygge en lysaktiveret todimensionel transistor er på forskernes horisont.

"Den kvasi todimensionelle struktur gør molybdændisulfid lige så attraktiv som grafen med hensyn til rumreduktion og formbarhed, men det har dyder, der potentielt gør det endnu bedre. Det er en halvleder med lignende elektriske ledningsevneegenskaber som grafen, og den er mere alsidig optisk, fordi den udsender lys i bølgelængdeområdet fra infrarødt til det synlige område, " sagde Richard.

Hybridmolybdæn-disulfid-azobenzen-strukturen betragtes som et meget lovende materiale, men en stor del forskning og udvikling vil være påkrævet, hvis det skal blive effektivt implementeret i nyttige enheder.