(Phys.org) —Un team di ricercatori con membri dal Giappone, Taiwan e la Svizzera hanno scoperto che è possibile osservare una transizione di fase in un materiale semiconduttore 2D utilizzando un microscopio elettronico a trasmissione a scansione (STEM). Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Nanotecnologia della natura descrivendo le loro ricerche e i risultati, il team descrive come hanno usato il microscopio per osservare come un campione del solfuro di molibdeno semiconduttore a banda proibita diretta subisse uno sfasamento.

La capacità di sfasare tra le capacità metalliche e un semiconduttore è una caratteristica importante di un materiale, una caratteristica che gli scienziati vorrebbero comprendere meglio. Finora però, i ricercatori hanno dovuto dedurre parte di ciò che accade quando un materiale subisce uno sfasamento, perché in realtà non potevano vederlo mentre stava accadendo. In questo nuovo sforzo, i ricercatori mostrano che è possibile osservare direttamente uno sfasamento facendolo con un campione di solfuro di molibdeno. Così facendo, hanno scoperto che i movimenti atomo per atomo fanno parte del cambiamento, piuttosto che turni completi da parte di un collettivo. I ricercatori suggeriscono che le loro osservazioni suggeriscono la prospettiva di creare semiconduttori 2D a strati "in-layer" piuttosto che come una serie di passaggi in cui un materiale è stratificato su un altro. Ciò consentirebbe di creare strutture con precisione su scala atomica.

Il solfuro di molibdeno è polimorfico:può funzionare sia come metallo che come semiconduttore, a seconda di quanto calore è presente. Ancora meglio le due fasi possono essere fatte per interconvertire usando il volo a vela sul piano atomico intrastrato, (uno spostamento trasversale di uno dei materiali attraverso l'altro) sebbene non fosse mai stato visto effettivamente farlo. Come parte della loro ricerca, la squadra si è esibita sul posto planare mentre si guarda usando lo STEM, dando loro una visione senza precedenti di ciò che accade effettivamente quando si verifica tale sfasamento. Lo sfasamento con il campione di solfuro di molibdeno è avvenuto a causa del calore esercitato dallo STEM stesso. Suggeriscono che una tale tecnica potrebbe essere utilizzata anche per indurre lo sfasamento in altri materiali 2D.

I ricercatori riferiscono inoltre di aver già utilizzato ciò che hanno appreso per creare diversi prototipi di nanodispositivi, uno dei quali svolge le funzioni di un diodo Schottky.

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