L'équipe de recherche de l'Université de technologie et de design de Singapour a publié une étude dans Nano Letters, révélant le mécanisme de la transition métallique des matériaux bidimensionnels de bismuth induite par la pression. L'étude découvre que l'application d'une légère pression sur des matériaux bidimensionnels de bismuth d'épaisseur de l'ordre de l'angström peut les faire passer d'un état semiconducteur à un état conducteur métallique, offrant de nouvelles idées pour le développement de dispositifs nanoélectroniques à base de matériaux bidimensionnels.

L'équipe de recherche a découvert par des simulations de théorie fonctionnelle de la densité que, lorsque la monocouche de bismuth est compressée par les matériaux environnants, sa structure atomique passe d'une configuration ondulée à une configuration complètement plate. La chercheuse postdoctorale Dr. Wang Shuhua de l'Université de technologie et de design de Singapour a déclaré : « Une fois que la feuille de bismuth devient complètement plate, les états électroniques se chevauchent, et le matériau conduit soudainement l'électricité comme un métal. Cette transition est entièrement drivé par la pression mécanique. » Cette découverte explique le phénomène expérimental rapporté en 2025 dans Nature, à savoir que le bismuth intercalé entre des couches de disulfure de molybdène présente des propriétés métalliques contraires aux prédictions théoriques.

Les chercheurs ont ensuite construit un modèle de structure hétérogène à trois couches MoS₂-Bi-MoS₂ et ont découvert un phénomène de contact ohmique sélectif par couche. Cette hétérostructure de matériaux bidimensionnels montre qu'une couche de disulfure de molybdène forme un contact à faible résistance avec le bismuth métallique, tandis que l'autre forme une barrière à haute résistance. En appliquant un champ électrique vertical, il est possible de réaliser un commutateur contrôlable du contact ohmique entre les couches.