Розроблена методика отримання двовимірного MoS2

Графен в перспективі може виявитися корисним у створенні електронних пристроїв, що відрізняються більшою гнучкістю, меншим розміром і більшою продуктивністю, ніж класичні кремнієві мікросхеми. Однак, виявляється, не тільки графен може стати заміною кремнію. Дослідники припускають, що ще однією альтернативою кремнію у створенні електроніки нового типу можуть виявитися одноатомні шари дисульфіду молібдену, володіють при цьому властивостями, яких графен позбавлений. Для можливості масштабного застосування двовимірного MoS2 дослідники розробили просту методику його отримання.

Електрони переміщаються в графені в 100 разів швидше, ніж у кремнії, що дозволяє створювати транзистори з більшою швидкістю перемикання – будівельні блоки для побудови комп’ютерних логічних схем. Однак на відміну від кремнію, графен не має забороненої енергетичної зони – енергією, необхідною для переносу електрона та переходу матеріалу від провідного до непровідного стану. Андрес Кастелланос-Гомес (Andres Castellanos-Gomez) з Технологічного Університету Дефт (Нідерланди) зазначає, що відсутність забороненої зони не дозволяє повністю «відключити» транзистор з графена.

 

 

 

 

 

Малюнок з Nano Lett., 2012, DOI: 10.1021/nl301164v

 

 

При цьому одноатомний шар MoS2 характеризується більшою за розміром «енергетичною щілиною», ніж у кремнію, це означає, що транзистори з двовимірного MoS2 не тільки можна повністю відключити, але і для цього буде потрібно набагато менше енергії, ніж для відключення кремнієвих транзисторів. Хоча швидкість переміщення електронів у дисульфиде молібдену не така висока, як в графені, його міцність, гнучкість і прозорість порівнянна з властивостями графена.

 

В даний час не існує швидких і простих способів отримання одноатомного шару MoS2. Зазвичай дослідники використовують вже знайому з отримання перших зразків графена техніку відшаровування з допомогою липкої стрічки або за рахунок застосування розчинника. Проте ці підходи не дозволяють отримати достатню кількість MoS2 для отримання електронних пристроїв.

 

Кастелланос-Гомес випадково виявив простий і зручний метод отримання пльоток MoS2 достатньої товщини – опромінення багатошарових пластівців дисульфіду молібдену зеленим лазером призводило до випаровування верхніх шарів матеріалу, і, як було підтверджено з допомогою оптичної мікроскопії, атомно-силової мікроскопії та спектроскопії комбінаційного розсіювання, що залишається після випаровування матеріал являв собою одноатомний шар MoS2. На основі нового матеріалу був отриманий транзистор, який, як виявилося, має швидкість перемикання таку ж, як і швидкість перемикання транзисторів, отриманих з відлущені пластівців MoS2.

 

Дослідники із групи Кастелланоса-Гомеса відзначають, що за допомогою лазера з’являється можливість отримання ділянок одношарового MoS2 будь-якої форми, що дає можливість створювати складні схеми, що складаються з десятків транзисторів. Регулювання потужності лазерного випромінювання дозволяє отримувати трьох – або п’ятишарові пластівці MoS2, які завдяки своїм властивостям, можуть бути використані в сенсорних системах. Дослідники припускають, що комбінація ділянок різної товщини в межах однієї схеми може виявитися корисною для виготовлення сенсорів різного типу і принципово нових оптоелектронних пристроїв.

 

Джерело: Nano Lett., 2012, DOI: 10.1021/nl301164v

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *