تولید ساختاری شبیه به گرافن با استفاده از ماکروویو

به گزارش از تارنمای آزونانو، ‌محققان مرکز پژوهشی یولیش آلمان به همراه پژوهشگران مؤسسه فناوری پاتنا در هند و دانشگاه نیوکاسل استرالیا، ماده‌ای منحصر به فردی را تهیه کردند که ویژگی‌های فلزی از خود نشان می‌دهد. این ماده تنها یک لایه اتمی از جنس مولیبدن است که آن مولیبدنن (molybdenene) نام‌گذاری کرده‌اند.

در این تحقیق محققان یک ورق نازک از مولیبدن فلزی ساختند که تنها یک لایه اتمی ضخامت دارد. این ساختار جدید، به دلیل ویژگی لایه‌ای که دارد شبیه به گرافن است. در چند سال گذشته، مواد دوبعدی دیگری مانند ژرمانن یا فسفرن معرفی شده‌اند. مشابه مولیبدنن، آنها چندین خاصیت جالب توجه از خود نشان می‌دهند.

ایلیا والف استاد موسسه پیتر گرنبرگ در مرکز پژوهشی یولیش در آلمان درمورد این پژوهش گفت: بسیاری از مواد دوبعدی نسبت به گرما حساس هستند، اما مولیبدنن اینگونه نیست. ازسوی دیگر این اولین ماده دوبعدی فلزی است که می‌توان لایه‌های مجزا و منفرد آن را تهیه کرد.

دانشمندان با کمک یک مایکروویو، این ماده دو بعدی جدید را ساختند که در آن مخلوطی از سولفید مولیبدن (MOS۲) و گرافن را دمای تقریبا ۳۰۰۰ درجه سانتی‌گراد گرم کردند.

در واکنشی که توسط میدان الکتریکی مایکروویو ایجاد می‌شود، ساختارهایی مو مانند و شاخه‌ای ساخته شدند که در آن می‌توان لایه‌های مولیبدن مخروطی را پیدا کرد. در آزمایشات اولیه، محققان طیف وسیعی از خواص ارزشمند را در این ماده مشاهده کرده‌اند.

مولیبدن از نظر مکانیکی بسیار پایدار است. به‌عنوان مثال می‌توان از آن به‌عنوان یک پوشش برای الکترودها استفاده کرد تا باتری‌های قدرتمندتر و قوی ساخت.

دانشمندان پیش‌بینی می‌کنند که این ماده به دلیل ساختار دوبعدی منحصر به‌فرد خود، دارای خواص الکترونیکی عجیب و غریب شبیه به گرافن باشد. به دلیل پایداری و هدایت حرارتی و الکتریکی برجسته، این ماده کاملاً به‌عنوان یک نوک برای طیف‌سنجی رامان با سطح بهبود یافته (SERS) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) مناسب است.

بررسی‌های اولیه نشان می‌دهد که مولیبدنن مزایای زیادی را نسبت به موادمورد استفاده فعلی در نوک میکروسوکوپ‌ها فراهم می‌کند و به دلیل شکل نازک و مسطح آن، قادر به ارائه ایمنی مناسب در برابر سیگنال‌های تداخل نامطلوب است.

موسسهٔ پژوهشی یولیش ( Forschungszentrum Jülich GmbH) یکی از بزرگ‌ترین مراکز پژوهشی بین‌رشته‌ای در اروپا و عضو انجمن هلمهولتس مراکز تحقیقاتی آلمان است، این مؤسسه در سال ۱۹۵۶ بنا نهاده شد و در شهر یولیش در آلمان قرار دارد.