NUS-wetenschappers hebben een methode ontwikkeld voor zelfassemblage van hexagonale organische poreuze structuren op molybdeendiselenide (MoSe ₂ ) film om geordende nanostructuren te creëren.

De eigenschappen van tweedimensionale (2-D) overgangsmetaal dichacogeniden (TMD's) worden vaak sterk gewijzigd door defecten die tijdens hun groeiproces worden geïntroduceerd. Wanneer twee korrels, die spiegelbeelden van elkaar zijn, samenvloeien tijdens het groeiproces, een korrelgrens wordt gevormd. Dit creëert een lijndefect dat bekend staat als een spiegel-dubbele grens (MTB). Hoewel MTB's meestal ongunstig zijn voor drager-/energietransport en optische toepassingen, ze zijn vaak katalytisch actief en kunnen mogelijk worden gebruikt als sjablonen voor zelfassemblage van moleculen op nanoschaal.

Een onderzoeksteam onder leiding van prof. Andrew WEE van de afdeling Natuurkunde, NUS, waaronder onderzoeksbursalen Dr. HE Xiaoye en Dr. HUANG Yuli, hebben een methode ontwikkeld voor de zelfmontage van 2, 3-diaminofenazine (DAP) moleculen op MoSe ₂ film gegroeid met behulp van moleculaire bundelepitaxie. De MoSe ₂ film bevat een dicht netwerk van MTB-defecten met een pseudo-periodiek "wagenwiel"-patroon. Door het zelfmontageproces, DAP-moleculen rangschikken zichzelf in een poreuze structuur met afwisselende lineaire en driehoekige configuraties volgens het hexagonale "wagenwiel" -patroon van de onderliggende MoSe ₂ laag. DAP is een organische verbinding met veelbelovende luminescentie, elektrochemische en biochemische toepassingen. Deze bevindingen tonen aan dat de plaatsafhankelijke elektronische en chemische eigenschappen van MoSe ₂ monolagen kunnen worden gebruikt als een natuurlijke sjabloon voor nanopatroondoeleinden.

Dit plaatsspecifieke moleculaire zelfassemblageproces wordt toegeschreven aan de meer chemisch reactieve MTB's in vergelijking met de ongerepte halfgeleidende MoSe ₂ domeinen. Eerste principes berekeningen door het onderzoeksteam tonen aan dat actieve MTB's koppelen met aminogroepen in de DAP-moleculen, het assemblageproces te vergemakkelijken.

De betekenis van dit werk uitleggend, Prof Wee zei, "Deze defecte TMD's en poreuze organische molecuulstructuren kunnen mogelijke toepassingen vinden zoals plaatsselectieve katalyse, moleculaire sensoren of flexibele organische opto-elektronische apparaten. Dit werk biedt een nieuwe weg naar nano-patroon 2-D TMD-oppervlakken op atomair niveau, en biedt een platform om de lokale chemische eigenschappen van MoSe . te verkennen ₂ ."