یافته‌های اخیر محققان نشان می‌دهد که دی‌کالگوژنیدهای فلزات انتقالی می‌تواند برای تولید حسگر مورد استفاده قرار گیرد. این مواد لایه نازک دارای برهمکنش با نور بوده و از آن می‌توان برای تولید حسگر با حساسیت بالا استفاده کرد.
ساخت حسگر با مواد لایه‌نازک از جنس فلزات انتقالی
محققان دانشگاه چالمرز در سوئد موفق به ارائه راهبرد جدیدی در بخش حسگری شدند که در آن از مواد لایه نازک که ضخامتی در حد نانومتری دارند، برای تولید حسگر استفاده می‌شود.
در این پروژه محققان نشان دادند که دسته‌ای از نانومواد موسوم به دی‌کالگوژنیدهای فلزات انتقالی (TMDs) به دلیل برهمکنش قوی که با نور دارند، می‌توانند برای فعالیت‌های حسگری مناسب باشند. یکی از ویژگی‌های این ساختارها نسبت بالای سطح به حجم است.
ارمین مالیک از دانشگاه چالمرز می‌گوید: «روش ما دارای پتانسیل‌های بالایی بوده و مسیر استفاده از نانومواد لایه نازک را در بخش حسگری دقیق هموار می‌کند. در آینده، این فناوری می‌تواند منجر به تولید حسگرهای انتخابی با حساسیت بالا شود که از آنها برای پایش محیط زیست استفاده می‌شود.»
TMDs به دلیل برخورداری از باند گپ مستقیم برای حسگری بسیار مناسب هستند. این باندگپ موجب می‌شود تا بتوان اگزایتون‌ها را تولید کرد. اگزایتون به حالت‌های الکترون و حفره گرفته می‌شود که با نور برهمکنش می‌دهد. این اگزایتون‌های روشن با استفاده از مواد موجود در محیط تحت تأثیر قرار می‌گیرند؛ بنابراین از این ویژگی آنها می‌توان برای ساخت حسگر پایش محیط زیست استفاده کرد.
این گروه تحقیقاتی نشان دادند که اگزایتون‌های تاریک ممنوعه در TMDs می‌توانند در حضور مولکول‌های با ممنتوم دو قطبی به اگزایتون روشن تبدیل شوند. بنابراین از آنها می‌توان برای افزایش حساسیت و بهبود عملکرد حسگری استفاده نمود.
سولفید تنگستن (WS2) یکی از این مواد TMDs است که این گروه نشان دادند میان اثر نوری مشاهده شده روی آن و مقدار پوشش مولکولی دو قطبی روی سطح حسگر در این مواد رابطه‌ای وجود دارد. با افزایش پوشش، موقعیت پیک اگزایتون تاریک به سوی پیک اگزایتون روشن کشیده می‌شود.
ماجا می گوید: «این ویژگی‌ها فرصت‌های تازه‌ای به سوی شناسایی گازهای موجود در محیط زیست باز می‌کند. روش ما بسیار قابل اعتمادتر از روش‌های رایج است.»
نتایج این پروژه در نشریه Nature Communication به چاپ رسیده است.
