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(noticias nanowerk) Materiales bidimensionales como el grafeno y el disulfuro de molibdeno (MoS2) exhiben propiedades únicas que son prometedoras para aplicaciones en electrónica, detección, almacenamiento de energía, biomedicina y más. Sin embargo, sus complejos mecanismos de crecimiento (existen correlaciones inconsistentes entre la forma en que las condiciones de crecimiento afectan la forma de los cristales) han planteado un gran desafío para los investigadores.
Un equipo de investigación de la Escuela de Ingeniería George R. Brown de Rice abordó este desafío desarrollando un sistema de deposición química de vapor (CVD) miniaturizado y personalizado que puede observar y registrar el crecimiento de MoS 2D.2 Cristales en tiempo real.
El trabajo será publicado en la revista. nano letras (“Hacia la síntesis controlada de cristales 2D mediante CVD: aprendiendo de las evoluciones en tiempo real de la morfología de los cristales”).
Mediante el uso de algoritmos avanzados de procesamiento de imágenes y aprendizaje automático, los investigadores pudieron obtener información valiosa a partir de imágenes en tiempo real, incluida la capacidad de predecir las condiciones necesarias para el crecimiento de MoS de una sola capa de gran tamaño.2 Cristales.
El coautor del estudio, Jun Lou, profesor y vicepresidente del Departamento de Ciencia de Materiales y Nanoingeniería de la Universidad Rice, dijo que este enfoque interdisciplinario representa un avance significativo en el campo de la síntesis escalable de materiales 2D.
«Al combinar observaciones experimentales en tiempo real con técnicas de aprendizaje automático de vanguardia, hemos demostrado el potencial de predecir y controlar el crecimiento de cristales 2D con excelente precisión», dijo Lou.
Los hallazgos del equipo de investigación tienen implicaciones de gran alcance para el futuro de los materiales 2D. Impulsados por su éxito con MoS2Los investigadores creen que su enfoque puede ampliarse a otros materiales y heteroestructuras 2D, proporcionando una poderosa plataforma para el diseño y la construcción de materiales 2D de próxima generación con propiedades personalizadas.
“Por ejemplo, en electrónica, la capacidad de sintetizar de forma robusta cristales 2D como MoS2 «A escala, podríamos generar dispositivos más rápidos y eficientes», dijo Lou. «En el caso de los sensores, esto podría dar lugar a dispositivos más sensibles y selectivos».
«Esta investigación es un paso importante hacia la realización de todo el potencial de los materiales 2D y allana el camino para el desarrollo de tecnologías innovadoras que podrían revolucionar una variedad de industrias», dijo Ming Tang, profesor asociado de ciencia de materiales y nanoingeniería y coordinador del estudio. Autor.
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