Struttura cristallina di un monostrato di dicalcogenuro di metallo di transizione. Credito:CC3.0 3113Ian
Un nuovo studio recentemente pubblicato su Materiale avanzato rivela che MoSe 2 , un materiale di spicco della famiglia dei dicalcogenuri dei metalli di transizione (TMD), perde rigidità relativa quando il suo spessore si riduce. Questo lavoro è stato svolto da ricercatori dell'Università Adam Mickiewicz (AMU) di Poznan (Polonia) e dell'ICN2, sotto il coordinamento del Dr. Bartlomiej Graczykowski e del Dr. Klaas-Jan Tielrooij, rispettivamente.
Dalla scoperta del grafene, un materiale sottile come un singolo strato di atomi, un'ampia varietà di nuovi materiali 2D è stata fabbricata e studiata. L'aspettativa generale è che, per quanto riguarda il grafene, le proprietà meccaniche di tali materiali sono superiori alle loro controparti sfuse. Però, questo non è il caso del diseleniuro di molibdeno (MoSe 2 ), uno dei membri più attraenti della famiglia dei dichalcogenuri dei metalli di transizione (TMD), che al contrario diventa sempre più morbida quando si assottiglia.
Questi risultati, che contraddicono l'assunto comune che la resistenza meccanica relativa aumenti su scala nanometrica, sono stati riportati in un articolo recentemente pubblicato sulla rivista Materiale avanzato . Lo studio è stato coordinato dal Dr. Bartlomiej Graczykowski, dell'Università Adam Mickiewicz (AMU) di Poznan (Polonia), e il dottor Klaas-Jan Tielrooij, leader del gruppo ICN2 Ultrafast Dynamics nel gruppo Nanoscale Systems. "I nostri risultati sono straordinari poiché mostrano chiaramente un progressivo ammorbidimento del MoSe 2 riducendo il suo spessore dalla massa a tre strati molecolari, " spiega Visnja Babacic, dottorato di ricerca studente all'AMU e primo autore del paper.
Il team di ricerca è stato in grado di studiare le proprietà elastiche di vari campioni di MoSe 2 , di dimensioni progressivamente più sottili, mediante una tecnica detta micro-Brillouin light scattering. Questo metodo di analisi contactless e non distruttivo sfrutta l'interazione della luce con le vibrazioni del materiale (onde acustiche nel regime dei gigahertz) per estrarre informazioni sulle sue caratteristiche meccaniche. "Si tratta di una tecnica più affidabile e forse più utile rispetto ai metodi di contatto tradizionali poiché può fornire sia informazioni meccaniche che valori di spessore delle membrane, " dice il dottor Bartolomej Graczykowski, capofila del progetto AMU. Lo stesso approccio potrebbe essere utilizzato anche per studiare altri materiali di van der Waals (vdW).
Questo rammollimento elastico del materiale quando diminuisce lo spessore del campione, chiamato effetto elastico della dimensione, ha profonde implicazioni per la progettazione e lo sviluppo di nanodispositivi, come risonatori nanomeccanici per sensori, dove le proprietà meccaniche sono essenziali per la loro durata e prestazioni robuste. "I risultati del nostro studio sono molto rilevanti anche per i campi di ricerca correlati, come il trasporto termico su scala nanometrica, elettronica, o risonatori che utilizzano materiali vdW, " dice il dottor Klaas-Jan Tielrooij, capofila del progetto presso l'ICN2.
