I TMD 2D mostrano varie strutture polimorfiche, tra cui 2H (prismatico trigonale), 1T (ottaedrico), 1T′ e T_d fasi. Queste fasi conferiscono una serie di proprietà come superconduttività, ferroelettricità e ferromagnetismo. Manipolando queste fasi strutturali, è possibile ottimizzare le ricche proprietà fisiche dei TMD, consentendo un controllo preciso sulle loro caratteristiche attraverso la cosiddetta ingegneria di fase.

In questo lavoro, un gruppo di ricerca guidato dal professor Andrew Wee del Dipartimento di Fisica della Facoltà di Scienze della NUS, in collaborazione con partner internazionali, ha utilizzato l'epitassia a fascio molecolare (MBE) per far crescere il diseleniuro di molibdeno (MoSe₂ ) nanonastri come modello eteroepitassiale nel piano per innescare la crescita del diseleniuro di cromo in fase H (CrSe₂ ).

MBE è una tecnica per creare strati molto sottili di materiali su una superficie depositando le molecole una per una. Ciò consente il controllo preciso della composizione, dello spessore e della struttura degli strati depositati a livello atomico.

Utilizzando tecniche di microscopia a effetto tunnel a scansione ad altissimo vuoto (STM) e di microscopia a forza atomica senza contatto (nc-AFM), i ricercatori hanno osservato interfacce eterostruttura atomicamente nitide con allineamenti di banda di tipo I e i difetti caratteristici dei confini dei gemelli specchio nell'H- fase CrSe₂ monostrati. Questi confini gemelli speculari hanno mostrato un comportamento unico all'interno del sistema elettronico unidimensionale confinato.

I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Nature Communications il 26 febbraio 2024.

Questa ricerca rappresenta la continuazione dell'esplorazione continua del team nel controllo della struttura di fase e negli studi sulle proprietà fisiche dei materiali 2D.

Il dottor Liu Meizhuang, il primo autore del documento di ricerca, ha dichiarato:"Abbiamo anche realizzato la crescita selettiva di fase del diseleniuro di vanadio in fase H utilizzando questo modello eteroepitassiale nel piano. Questo metodo eteroepitassiale nel piano selettiva di fase ha la ha il potenziale per diventare un modo generale e controllabile per espandere la libreria di strutture di fase 2D-TMD, facendo avanzare così la ricerca fondamentale e le applicazioni dei dispositivi di specifiche fasi 2D."

Il Prof. Wee ha aggiunto:"La capacità di controllare la fase delle eterostrutture laterali 2D apre molte nuove opportunità nelle applicazioni dei dispositivi."