Molybdeendisulfide is een verbinding die vaak wordt gebruikt in droge smeermiddelen en bij de raffinage van aardolie. Het halfgeleidende vermogen en de gelijkenis met het op koolstof gebaseerde grafeen maakt molybdeendisulfide interessant voor wetenschappers als een mogelijke kandidaat voor gebruik bij de vervaardiging van elektronica, met name foto-elektronica.

Nieuw werk van een team met verschillende Carnegie-wetenschappers onthult dat molybdeendisulfide onder intense druk metaalachtig wordt. Het is gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven .

Molybdeendisulfide kristalliseert in een gelaagde structuur, met een vel molybdeenatomen ingeklemd tussen vellen zwavelatomen. Maar er werd getheoretiseerd dat het veranderen van deze structuur, zonder er onzuiverheden in te veroorzaken, zou het in een metaal kunnen veranderen. Dat is, een structurele overgang zou ervoor kunnen zorgen dat elektronen soepel kunnen stromen.

Het team - inclusief Carnegie's Alexander Goncharov, Haidong Zhang, Sergej Lobanov, en Xiao-Jia Chen - een manier gevonden om deze metallische toestand te induceren door molybdeendisulfide onder druk te zetten in diamanten aambeeldcellen.

Ze ontdekten dat molybdeendisulfide structurele veranderingen onderging naarmate de druk toenam, en de compound begon te veranderen in een nieuwe fase. Het team kon vaststellen dat deze veranderingen het gevolg waren van zijdelingse verschuiving van de lagen molybdeen en zwavel.

Dit proces begon boven 197, 000 keer de normale atmosferische druk (20 gigapascal), waaronder de nieuwe fase en tussenlaagstapeling begint te verschijnen en te bestaan ​​in samenhang met de oude fase. De volledige overname van de nieuwe fase vindt plaats rond de 395, 000 keer de normale atmosferische druk (40 gigapascal), waarna de verbinding metallisch werd.

Ze ontdekten dat al deze veranderingen omkeerbaar waren toen de druk weer werd verlaagd.

"Er is meer werk nodig om te bepalen of toepassing van verdere druk supergeleiding kan opleveren, een zeldzame fysieke toestand waarin materie in staat is om een ​​stroom van elektronen in stand te houden zonder enige weerstand, ' zei Goncharov.

De rest van het team bestaat uit hoofdauteur Zhen-Hua Chi van de Chinese Academie van Wetenschappen, co-auteur Xiao-Miao Zhao van het Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research en South China University of Techonology, en co-auteurs Tomoko Kagayama en Masafumi Sakata van de Universiteit van Osaka.