Il bisolfuro di molibdeno è un composto spesso utilizzato nei lubrificanti secchi e nella raffinazione del petrolio. La sua capacità di semiconduttore e la somiglianza con il grafene a base di carbonio rende il disolfuro di molibdeno di interesse per gli scienziati come possibile candidato per l'uso nella produzione di elettronica, in particolare la fotoelettronica.

Un nuovo lavoro di un team che include diversi scienziati della Carnegie rivela che il disolfuro di molibdeno diventa metallico sotto un'intensa pressione. È pubblicato in Lettere di revisione fisica .

Il bisolfuro di molibdeno cristallizza in una struttura a strati, con un foglio di atomi di molibdeno racchiuso tra fogli di atomi di zolfo. Ma è stato teorizzato che cambiando questa struttura, senza indurre impurità in esso, potrebbe trasformarlo in un metallo. Questo è, una transizione strutturale potrebbe consentire agli elettroni di fluire senza intoppi.

La squadra, tra cui Alexander Goncharov di Carnegie, Haidong Zhang, Sergey Lobanov, e Xiao-Jia Chen, hanno trovato un modo per indurre questo stato metallico mettendo il disolfuro di molibdeno sotto pressione nelle cellule dell'incudine di diamante.

Hanno scoperto che il bisolfuro di molibdeno ha subito cambiamenti strutturali all'aumentare della pressione, e il composto iniziò a trasformarsi in una nuova fase. Il team è stato in grado di determinare che questi cambiamenti erano dovuti allo spostamento laterale degli strati di molibdeno e zolfo.

Questo processo è iniziato sopra 197, 000 volte la pressione atmosferica normale (20 gigapascal), sotto il quale la nuova fase e la disposizione di impilamento intercalare inizia a comparire ed esistere in combinazione con la vecchia fase. L'acquisizione completa della nuova fase avviene intorno al 395, 000 volte la pressione atmosferica normale (40 gigapascal), dopo di che il composto è diventato metallico.

Hanno scoperto che tutti questi cambiamenti erano reversibili quando la pressione veniva nuovamente diminuita.

"È necessario più lavoro per determinare se l'applicazione di ulteriore pressione potrebbe produrre superconduttività, un raro stato fisico in cui la materia è in grado di mantenere un flusso di elettroni senza alcuna resistenza, " ha detto Goncarov.

Il resto del team è composto dall'autore principale Zhen-Hua Chi dell'Accademia cinese delle scienze, co-autore Xiao-Miao Zhao del Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research e South China University of Techonology, e i coautori Tomoko Kagayama e Masafumi Sakata dell'Università di Osaka.