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(Adnkronos) – Un team interdisciplinare composto da ricercatori del Consiglio Nazionale delle Ricerche, attraverso gli istituti Cnr-Ismn, Cnr-Imm e Cnr-Imem, insieme all’Università degli Studi di Firenze, ha modificato artificialmente la struttura del disolfuro di molibdeno, un materiale ridotto al solo spessore di un singolo strato atomico.
Lo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Nano Letters e realizzato nell’ambito del progetto PRIN MAVAM finanziato dal MUR e dall’Unione Europea tramite il programma Next Generation EU, dimostra come la manipolazione controllata delle imperfezioni strutturali consenta al composto di trattenere carica elettrica a lungo e di regolare l’emissione luminosa. La tecnica si basa sulla gestione delle vacanze di zolfo, ovvero minuscoli punti della griglia atomica nei quali mancano specifici atomi.
Massimiliano Cavallini del Cnr-Ismn ha spiegato: “La chiave della scoperta è il controllo estremamente preciso di alcuni difetti della struttura atomica del materiale, piccoli siti in cui mancano atomi di zolfo chiamati vacanze di zolfo. Con una tecnica di nanolitografia elettrochimica sviluppata dal gruppo di ricerca, i ricercatori sono riusciti a introdurre e distribuire questi difetti secondo schemi controllati, con precisione sub-micrometrica. In questo modo il materiale risulta in grado di mantenere una carica elettrica per tempi molto lunghi: una sorta di memoria elettrostatica racchiusa in uno spessore di un atomo”.
La distribuzione artificiale dei difetti influenza sia l’immagazzinamento della carica sia le proprietà fotoniche del disolfuro di molibdeno, agendo sull’interazione tra elettroni e lacune elettroniche. Dettagliando gli effetti sulla risposta ottica, Cavallini ha precisato: “
Oltre allo stoccaggio di carica elettrostatica ottenuto in modo spazialmente controllato, siamo riusciti a modulare l’emissione di luce degli eccitoni, le entità fisiche che descrivono l’interazione tra un elettrone e una lacuna elettronica. In particolare, vengono controllate le zone nelle quali il materiale può emettere luce e il tempo di vita della fluorescenza, che passa da decine di nanosecondi a poche centinaia di picosecondi. Variazione che mostra come l’ingegnerizzazione dei difetti atomici sia uno strumento efficace per regolare la risposta ottica ed elettrica del materiale bidimensionale
”.
La ricerca evidenzia come le imperfezioni della griglia atomica, se introdotte mediante nanolitografia, possano essere convertite in funzionalità operative, aprendo prospettive di sviluppo per dispositivi di memoria, sistemi optoelettronici, accumulatori elettrici e superfici funzionali avanzate.
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