MoS ₂ dunne films van op elkaar gestapelde afwisselende lagen van molybdeen- en zwavelatomen vormen een tweedimensionaal halfgeleidend oppervlak. Echter, zelfs een verrassend lage intensiteit van blauw licht is voldoende om de eigenschappen van het oppervlak te veranderen en het metaalachtig te maken. Dit is nu aangetoond door een team van BESSY II.

Het spannende is dat de MoS ₂ lagen in deze metallische fase zijn ook bijzonder katalytisch actief. Zij kunnen dan worden ingezet, bijvoorbeeld, als katalysatoren voor de splitsing van water in waterstof en zuurstof. Als goedkope katalysatoren, ze zouden de productie van waterstof kunnen vergemakkelijken - een energiedrager waarvan de verbranding geen CO . produceert ₂ , alleen water.

Natuurkundige Dr. Nomi Sorgenfrei en haar team hebben bij BESSY II een nieuw instrument gebouwd om de veranderingen in monsters nauwkeurig te meten met behulp van temporeel opgeloste elektronenspectroscopie voor chemische analyse (trESCA) bij het bestralen van de monsters met lage intensiteit, ultrakorte lichtpulsen. Deze lichtpulsen worden bij BESSY II gegenereerd met behulp van femtosecond time-slicing (femtoslicing) en zijn daarom zowel van lage intensiteit als van extreem korte duur. Het nieuwe instrument, genaamd SurfaceDynamics@FemtoSpeX, kan ook snel zinvolle metingen van elektronenenergieën verkrijgen, oppervlaktechemie, en voorbijgaande veranderingen met behulp van deze lichtpulsen met lage intensiteit.

Analyse van de empirische gegevens toonde aan dat de lichtpuls leidt tot een tijdelijke accumulatie van lading aan het oppervlak van het monster, het triggeren van de faseovergang aan het oppervlak van een halfgeleidende naar een metallische toestand.

"Dit fenomeen zou ook moeten voorkomen bij andere vertegenwoordigers van deze materiaalklasse, de p-gedoteerde halfgeleidende dichalcogeniden, dus het opent mogelijkheden om de functionaliteit en katalytische activiteit op een bewuste manier te beïnvloeden, " legt Sorgenfrei uit.