Trykprobende potentiel fotoelektronisk fremstillingsforbindelse

Molybdændisulfid er en forbindelse, der ofte anvendes i tørre smøremidler og i olieraffinering. Dens halvledende evne og lighed med den kulstofbaserede grafen gør molybdændisulfid af interesse for forskere som en mulig kandidat til brug i fremstillingen af ​​elektronik, især fotoelektronik.

Nyt arbejde fra et hold, der inkluderer flere Carnegie-forskere, afslører, at molybdændisulfid bliver metallisk under intenst pres. Den er udgivet i Fysiske anmeldelsesbreve .

Molybdændisulfid krystalliserer i en lagdelt struktur, med et ark af molybdænatomer klemt mellem ark af svovlatomer. Men det blev teoretiseret, at ændre denne struktur, uden at inducere urenheder i det, kunne gøre det til et metal. Det er, en strukturel overgang kan gøre det muligt for elektroner at flyde jævnt.

Holdet – inklusive Carnegies Alexander Goncharov, Haidong Zhang, Sergey Lobanov, og Xiao-Jia Chen - fandt en måde at fremkalde denne metalliske tilstand ved at sætte molybdændisulfid under tryk i diamantamboltceller.

De fandt ud af, at molybdændisulfid undergik strukturelle ændringer, da trykket steg, og forbindelsen begyndte at ændre sig til en ny fase. Holdet var i stand til at fastslå, at disse ændringer skyldtes lateral forskydning af lagene af molybdæn og svovl.

Denne proces startede over 197, 000 gange normalt atmosfærisk tryk (20 gigapascal), hvorunder det nye fase- og mellemlagsstablingsarrangement begynder at dukke op og eksistere i forbindelse med den gamle fase. Den fuldstændige overtagelse af den nye fase sker omkring 395, 000 gange normalt atmosfærisk tryk (40 gigapascal), hvorefter forbindelsen blev metallisk.

De fandt ud af, at alle disse ændringer var reversible, når trykket blev reduceret igen.

"Mere arbejde er nødvendigt for at afgøre, om anvendelse af yderligere tryk kan give superledning, en sjælden fysisk tilstand, hvor mater er i stand til at opretholde en strøm af elektroner uden nogen modstand overhovedet, " sagde Goncharov.

Resten af ​​holdet består af hovedforfatter Zhen-Hua Chi fra det kinesiske videnskabsakademi, medforfatter Xiao-Miao Zhao fra Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research og South China University of Techonology, og medforfattere Tomoko Kagayama og Masafumi Sakata fra Osaka University.