Afsløring af den enestående symmetri i facetkonstrueret 2D-materialevækst

I en krystal refererer facetter til de planer, der er sammensat af forskellige atomarrangementer. I naturen har krystaller en tendens til at danne en polyedrisk form på grund af mange facetter, og det er meget udfordrende at realisere en enkelt facet i en krystal. Ikke desto mindre i en undersøgelse offentliggjort i Advanced Powder Materials , skitserede en gruppe forskere fra Kina en ny syntesetilgang, der kan syntetisere store 2D-materialer med atomtykkelse og afsløre en enkelt facet på samme tid.

"Den eksponerede facet er afgørende, da den bestemmer overfladestrukturen og egenskaberne af 2D-materialer," forklarer førsteforfatter til undersøgelsen Jingwei Wang, Shuimu Scholar ved Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University.

"Tidligere brugte de fleste forskere vådkemimetoder til at syntetisere nanopartikler med specifikke facetter. Disse prøver lider dog af lille overfladeareal, lav kvalitet og tilstedeværelsen af ​​flere facetter, som ikke er egnet til at studere de identiske egenskaber af en bestemt facet. "

Undersøgelsens tværfaglige team af forskere fandt ud af, at brug af et tredobbelt symmetrisk vækstsubstrat, såsom glimmer, giver 2D MnSe-krystaller med en (111) facet. Omvendt kan der dyrkes 2D MnSe-krystaller med (100) facetter på et dobbelt symmetrisk substrat som MgO (100). Disse 2D MnSe flager udviser ikke kun store overflader af enkelt-facet, men har også høj krystallinitet og ordnet domæneorientering. De beviser yderligere, at disse prøver er ideelle kandidater til at studere facetafhængige egenskaber (f.eks. elektrokatalyse).

"Indtil nu har afsløringen af ​​forholdet mellem krystalfacetter og egenskaber været udfordrende, da nanomaterialerne normalt afslører mange facetter. Vores tilgang viser, at enkeltfacetten kan styres i atomart tynde 2D-materialer på specifikke vækstsubstrater," siger Bilu Liu, den tilsvarende forfatter til undersøgelsen. "Vi håber, at vores resultater opmuntrer videnskabsmænd til at fortsætte med at undersøge facet-engineering af 2D-materialer til ønskede egenskaber og anvendelser."

Flere oplysninger: Jingwei Wang et al., Facet-konstrueret vækst af ikke-lagdelte 2D mangan chalcogenider, Avancerede pulvermaterialer (2023). DOI:10.1016/j.apmate.2023.100164

Leveret af KeAi Communications Co.