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A misteriosa combinação de Moly e Calumet: como o MoTe2 é feito?
Diseleneto de molibdênio (MoTe2) é um composto feito de molibdênio e galvanômetro, que possui excelentes propriedades semicondutoras e uma estrutura em camadas exclusiva. Este material atraiu grande atenção na comunidade de pesquisa científica devido às suas excelentes propriedades optoeletrônicas, potenciais aplicações eletrônicas e biocompatibilidade. Seu processo de preparação e propriedades físicas são cheios de um charme misterioso e estão atraindo a atenção de muitos cientistas.
Durante a síntese, o disseleneto de molibdênio cristaliza na forma de folhas bidimensionais muito finas que podem ser processadas até um estado de monocamada transparente, o que abre muitas possibilidades para seu uso em dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos.
Método de preparação
O MoTe2 pode ser preparado por uma variedade de métodos, sendo os mais comuns o aquecimento em alta temperatura e a deposição de vapor. No método de aquecimento de alta temperatura, o molibdênio e o rutênio são aquecidos e fundidos em um ambiente de vácuo a 1100°C em uma proporção apropriada. Outro método é usar a deposição de vapor para volatilizar molibdênio e galum em gás bromo para formar uma película fina. A chave para esse processo está na proporção de rutilo; muito ou pouco afetará as propriedades elétricas e a estrutura do produto final.
A deposição usando gás bromo torna o produto um semicondutor do tipo n, enquanto o uso de cloramina sozinha produzirá um semicondutor do tipo p.
Propriedades físicas
Em termos de propriedades físicas, uma das características do MoTe2 é sua cor. Em seu estado de pó puro, o MoTe2 é preto, mas quando está em uma película ultra espessa, ele pode deixar passar luz vermelha e laranja, demonstrando suas propriedades transparentes. Além disso, a refletividade do MoTe2 na banda infravermelha é de cerca de 43%, representando seu potencial na detecção infravermelha.
A uma temperatura baixa de 77 K, seu espectro de absorção mostra múltiplos picos, revelando ainda mais as mudanças nas propriedades elétricas do disseleneto de molibdênio sob diferentes ambientes de temperatura, incluindo supercondutividade.
Morfologia dos cristais e propriedades elétricas
MoTe2 geralmente existe em três formas cristalinas, incluindo α hexagonal (2H-MoTe2), β monoclínico (1T-MoTe2) e β' ortorrômbico (1T'-MoTe2). A capacidade de alternar entre essas fases, dependendo do ambiente de processamento, proporciona flexibilidade em sua aplicação em dispositivos eletrônicos.
Em termos de propriedades elétricas, a condutividade dos materiais do tipo n, tipo α e tipo p do MoTe2 é significativamente diferente, o que faz com que ele tenha ótimas perspectivas de aplicação em diferentes dispositivos eletrônicos.
Aplicações potenciaisO estudo descobriu que a resistividade e a concentração de portadores do MoTe2 estão intimamente relacionadas à sua fase cristalina, número de camadas e processo de síntese, e também têm um impacto direto na escolha do solvente.
Devido às suas propriedades físicas e químicas especiais, o MoTe2 é considerado de grande potencial de aplicação. Por exemplo, na eletrônica, a natureza bifásica do MoTe2 permite seu uso em componentes eletrônicos de baixa potência e como um material optoeletrônico eficiente para uso em células solares e diodos emissores de luz (LEDs). Além disso, o disseleneto de molibdênio também apresenta excelente desempenho em seu uso potencial como lubrificante, especialmente em ambientes de alta temperatura e vácuo.
Pesquisas mostram que o uso de disseleneto de molibdênio como material de eletrodo de bateria pode atingir alta densidade de energia e bom desempenho de ciclo, especialmente em sistemas de bateria de lítio.
Perspectivas
À medida que os cientistas exploram o MoTe2 em profundidade, sua compreensão de suas propriedades físicas e potenciais aplicações continua a se aprofundar. Muitos estudos de ponta mostraram que a síntese e a aplicação do MoTe2 não se limitam aos campos atuais, mas também podem se estender a diversas áreas-chave da ciência e tecnologia do futuro, como materiais supercondutores, computação quântica e conversão de energia.
No entanto, à medida que esses estudos avançam, há sempre uma questão pairando sobre a mesa: na futura revolução tecnológica, como o MoTe2 redefinirá os padrões e o escopo dos materiais semicondutores?
