Створено перше вільно підвішений вібруюче наноустройство на основі ультратонкого дисульфіду молібдену

Дослідники з США створили першу вільно підвішений вібруюче наноустройство на основі ультратонкого дисульфіду молібдену – двовимірного матеріалу, який за своїми властивостями може змагатися з графеном в рамках майбутнього можливого застосування в наноелектроніці. Новий високочастотний наномеханический резонатор, вібруючий під впливом броунівського руху з частотою до 60 МГц, може знайти застосування в наступному поколінні високочастотних датчиків, високошвидкісних перетворювачів і наномашин. І це лише кілька прикладів його майбутніх додатків.

 

Велика частина досліджень в області двовимірних матеріалів досі значною мірою зосереджена на графені. Цей матеріал має безліч переваг, але не обділений і недоліками, зокрема, він не має прямий забороненої зони для носіїв заряду.

Таким чином, дослідники вже зараз активно шукають аналогічні матеріали на основі інших речовин, де заборонену зону не довелося б формувати штучно.

Дисульфід молібдену, навпаки, являє собою напівпровідниковий кристал із забороненою зоною значної ширини. Крім того, він відрізняється і рядом інших привабливих фізичних властивостей. Приміром, молибденит дуже еластичний і міцний. Не дивно, що поступово увагу наукових груп переключається на дослідження такого роду матеріалів.

Продовжуючи роботи в цьому напрямку, група вчених з Case Western University (США) відзвітувала про створення вібруючих наноустройств на основі молібденіту. Пристрої створювалися з допомогою техніки відшаровування, що дозволяє виробляти дуже маленькі пластинки для діафрагми, підвішеній над порожниною в підкладці з діоксиду кремнію мікронних розмірів.

Сформовані таким чином діафрагми мають розміри близько 1 – 5 мікрон. Їх товщина може бути зменшена до 1 молекули, тобто до площини атомів молібдену, затиснутою між двома площинами атомів сірки, що формують тригональну призматичну структуру (при цьому між площинами сформована ковалентний зв’язок).

Вивчення створеної структури показало, що

при кімнатній температурі без будь-яких зовнішніх впливів під впливом теплових флуктуацій (броунівського руху) діафрагма даного нанорезонатора вібрує. Як вважають вчені, цю особливість створеної структури згодом можна використовувати для створення самих різноманітних наноэлектромеханических систем.

Варто відзначити, що

хоча методика виробництва не є складною, раніше подібні пристрої не створювалися з-за складнощів з виявленням і зчитуванням надмалих коливань молибдениртовых структур. Але у своїй роботі команді вдалося застосувати новий чутливий метод зчитування високочастотних сигналів (на основі лазерного інтерферометра), дозволив предметно говорити про рух наноструктури.

Як вважають вчені,

запропонована ними конструкція, а також методику її контролю відкриває шлях до нового класу наноэлектромеханических систем на основі атомарно тонких двовимірних напівпровідникових кристалів.

Подібні структури можуть використовуватися в наступному поколінні датчиків, перетворювачів і наномашин, здатних виявляти оптичний або електричний сигнал на рівні броунівського руху.

Детальні результати роботи опубліковані в журналі ACS Nano.

Джерело(і):

1. sci-lib.com

2. nanotechweb.org

Залишити відповідь

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