Naši kolege Iva Šrut Rakić, Dino Novko i Marko Kralj, zajedno s dugogodišnjim suradnicima sa Sveučilišta u Siegenu, uključujući i Bornu Pielića koji je doktorirao na Institutu, objavili su rad u časopisu NPJ 2D Materials and Applications u kojem demonstriraju kako se samo-interkalacija 2D materijala može koristiti za promjenu njihovih elektronskih svojstava mijenjajući interakciju s podlogom.
Probing the interplay of interactions, screening and strain in monolayer MoS2 via self-intercalation
Borna Pielić, Matko Mužević, Dino Novko, Jiaqi Cai, Alice Bremerich, Robin Ohmann, Marko Kralj, Iva Šrut Rakić, and Carsten Busse, npj 2D Mater Appl 8, 61 (2024).
DOI: https://doi.org/10.1038/s41699-024-00488-3
U ovom istraživanju naši kolege su sintetizirali jednosloj MoS2 na grafenu na Ir(111) podlozi koristeći postupke koje su razvili a koji potiču proces samointerkalacije tijekom sinteze. Ova neinvazivna tehnika uvodi izvorne atome prekursora (u ovom slučaju Mo ili S) između sloja grafena i supstrata Ir, značajno mijenjajući elektronsku strukturu MoS2. Otkrili su da interkalacija molibdena pojačava vezanje između MoS2 i grafenskog supstrata, dok istovremeno smanjuje širinu energetskog procijepa. S druge strane, interkalacija sumpora slabi vezanje i povećava širinu energetskog procijepa. Na ovaj način grafen modificiran interkalacijom sumpora ili molibdena efektivno djeluje kao različit supstrat za rast MoS2. Promjene koje su opažene ne samo da značajno utječu na morfologiju i naprezanje sloja MoS2, već dovode i do značajnih netrivijalnih pomaka u energetskim dolinama elektronskih vrpci materijala. Ovi pomaci su potaknuti kombinacijom (i) promijenjenog zasjenjenja mnogo-čestičnih međudjelovanja i (ii) naprezanjem, pružajući nove uvide u to kako različiti supstrati utječu na elektronsku strukturu 2D materijala.
Ovo istraživanje otvara nove mogućnosti za stvaranje napredne elektronike preciznim podešavanjem svojstava 2D materijala na neinvazivan način tijekom njihove sinteze. Kontroliranjem naprezanja u materijalu i paralelnim upravljanjem jačinom interakcije sa supstratom, moguće je prilagoditi elektronska svojstva 2D heterostruktura, čime se otvara put za učinkovitije elektronske sklopove. Dodatno, ne-rigidni pomaci vrpci, koje su kolege opazile ovdje, ne samo da mijenjaju veličinu poluvodičkog procijepa, već mogu promijeniti i njegov karakter iz direktnog u indirektni, što otvara mogućnosti za kontrolu ekscitonskog vezanja, razvoj optoelektroničkih sklopova, istraživanje novih režima prijenosa naboja, pa čak i postizanje supravodljivosti u 2D sustavima.
