La figura (a) mostra campioni di modelli atomici NbSe2 e statue merlion fabbricate utilizzando i fiocchi esfoliati e la tecnologia di stampa 3D. La figura (b) mostra la fotografia dei fiocchi esfoliati dispersi in solvente per una gamma di materiali 2D. Credito:materiali naturali
I superconduttori dicalcogenuri di metalli di transizione 2-D altamente cristallini e le loro eterostrutture associate (van der Waals) forniscono una ricca piattaforma per lo studio della nuova fisica quantistica e della superconduttività esotica. Ciò è dovuto al loro reticolo 2-D non centrosimmetrico con una forte interazione spin-orbitale.
Un gruppo di ricerca della National University of Singapore guidato dal prof Lu Jiong, del Dipartimento di Chimica, NUS in collaborazione con il prof. Kostya S. Novoselov di Scienza e ingegneria dei materiali, NUS ha sviluppato un metodo di esfoliazione elettrochimica universale per la sintesi di sostanze altamente cristalline, monostrati superconduttori bidimensionali (2DSC). Questi monostrati 2DSC sono ottenuti in una sospensione stabile con una resa di produzione del monostrato fino al 75%. Possono essere utilizzati per fabbricare strutture progettate artificialmente che mostrano proprietà superconduttive. Ciò include la stampa di fili superconduttori 2-D a livello di wafer e la costruzione di compositi superconduttori utilizzando tecniche di stampa 3-D.
Il metodo sfrutta la co-intercalazione di cationi di ammonio solvatati con una grande quantità di molecole di solventi neutri per staccare i monostrati 2-D dai bulk 3-D. Questa strategia non solo consente un'intercalazione sufficiente di vari cristalli stratificati, ma riduce anche significativamente la carica eccessiva e i danni strutturali degli host stratificati. Questo è fondamentale per l'esfoliazione di monostrati 2DSC di alta qualità e di grandi dimensioni. Inoltre, La sospensione monostrato 2DSC può essere sfruttata per fabbricare eterostrutture artificiali di van der Waals che si comportano come matrici di giunzione Josephson periodiche, che possono essere potenzialmente utilizzati nella fabbricazione di nuovi dispositivi superconduttori.
Il professor Lu ha detto, "Questo approccio di esfoliazione elettrochimica universale può essere utilizzato per la produzione scalabile di una libreria di soluzioni processabili, monostrati 2DSC altamente cristallini, offrendo un enorme potenziale tecnologico per lo sviluppo di nuove proprietà dei materiali oltre la portata delle strutture stratificate esistenti."
