Un nuovo strumento al BESSY II può essere utilizzato per studiare i film sottili di molibdeno-solfuro che sono interessanti come catalizzatori per la produzione di idrogeno solare. Un impulso luminoso innesca una transizione di fase dalla fase semiconduttiva a quella metallica e quindi migliora l'attività catalitica. Attestazione:Martin Künsting /HZB
MoS 2 film sottili di strati alternati sovrapposti di atomi di molibdeno e zolfo formano una superficie semiconduttiva bidimensionale. Però, anche un impulso di luce blu sorprendentemente bassa è sufficiente per alterare le proprietà della superficie e renderla metallica. Questo è stato ora dimostrato da un team di BESSY II.
La cosa eccitante è che il MoS 2 gli strati in questa fase metallica sono anche particolarmente attivi cataliticamente. Possono quindi essere impiegati, Per esempio, come catalizzatori per la scissione dell'acqua in idrogeno e ossigeno. Come catalizzatori economici, potrebbero facilitare la produzione di idrogeno, un vettore energetico la cui combustione non produce CO 2 , solo acqua.
Il fisico Dr. Nomi Sorgenfrei e il suo team hanno costruito un nuovo strumento presso BESSY II per misurare con precisione i cambiamenti nei campioni utilizzando la spettroscopia elettronica risolta temporalmente per l'analisi chimica (trESCA) durante l'irradiazione dei campioni con bassa intensità, impulsi luminosi ultracorti. Questi impulsi luminosi sono generati in BESSY II utilizzando il time-slicing a femtosecondi (femtoslicing) e sono quindi sia di bassa intensità che di durata estremamente breve. Il nuovo strumento, denominato SurfaceDynamics@FemtoSpeX, può anche ottenere rapidamente misurazioni significative delle energie degli elettroni, chimica di superficie, e alterazioni transitorie utilizzando questi impulsi di luce a bassa intensità.
L'analisi dei dati empirici ha mostrato che l'impulso luminoso porta ad un accumulo transitorio di carica sulla superficie del campione, innescando la transizione di fase in superficie da uno stato semiconduttore a uno metallico.
"Questo fenomeno dovrebbe verificarsi anche in altri rappresentanti di questa classe di materiali, i dicalcogenuri semiconduttori drogati con p, così apre possibilità di influenzare la funzionalità e l'attività catalitica in modo deliberato, "Spiega Sorgenfrei.
