Ang mga tigdukiduki gikan sa Moscow Institute of Physics and Technology nakahimo sa pagpatubo sa atomically thin films sa molybdenum disulfide nga mosangkad hangtod sa pipila ka napulo ka sentimetro kuwadrado. Gipakita nga ang istruktura sa materyal mahimong mabag-o pinaagi sa pagbag-o sa temperatura sa synthesis. Ang mga pelikula, nga importante sa electronics ug optoelectronics, nakuha sa 900-1,000 ° Celsius. Ang mga nahibal-an gipatik sa journal nga ACS Applied Nano Materials.

Ang duha-ka-dimensyon nga mga materyales nakadani og daghang interes tungod sa ilang talagsaon nga mga kabtangan nga naggikan sa ilang istruktura ug quantum mechanical restrictions. Ang pamilya sa 2-D nga mga materyales naglakip sa mga metal, semimetal, semiconductors, ug mga insulator. Ang Graphene, nga tingali mao ang labing inila nga 2-D nga materyal, usa ka monolayer sa mga atomo sa carbon. Kini adunay pinakataas nga charge-carrier nga paglihok nga natala hangtod karon. Bisan pa, ang graphene walay band gap ubos sa standard nga kondisyon, ug kana naglimite sa mga aplikasyon niini.

Dili sama sa graphene, ang kamalaumon nga gilapdon sa bandgap sa molybdenum disulfide (MoS2) naghimo niini nga angay alang sa paggamit sa mga elektronik nga aparato. Ang matag layer sa MoS2 adunay istruktura nga sandwich, nga adunay usa ka layer sa molybdenum nga gipuga taliwala sa duha ka layer sa mga atomo sa asupre. Ang two-dimensional van der Waals heterostructures, nga naghiusa sa lain-laing mga 2-D nga materyales, nagpakita usab og dakong saad. Sa tinuud, kini kaylap nga gigamit sa mga aplikasyon nga may kalabotan sa enerhiya ug catalysis. Ang wafer-scale (dako nga lugar) nga synthesis sa 2-D molybdenum disulfide nagpakita sa potensyal alang sa pag-uswag sa pag-uswag sa paghimo sa transparent ug flexible nga elektronik nga mga himan, optical nga komunikasyon alang sa sunod nga henerasyon nga mga kompyuter, ingon man sa ubang mga natad sa electronics ug optoelectronics.

"Ang pamaagi nga among nahimo aron ma-synthesize ang MoS2 naglakip sa duha ka mga lakang. Una, ang usa ka pelikula sa MoO3 gipatubo gamit ang atomic layer deposition technique, nga nagtanyag sa tukma nga atomic layer nga gibag-on ug nagtugot sa conformal coating sa tanang mga ibabaw. Ug ang MoO3 dali nga makuha sa mga ostiya nga hangtod sa 300 milimetro ang diyametro. Sunod, ang pelikula gipainit sa alisngaw sa asupre. Ingon usa ka sangputanan, ang mga atomo sa oxygen sa MoO3 gipulihan sa mga atomo sa asupre, ug naporma ang MoS2. Nakakat-on na kami sa pagpatubo sa atomically thin MoS2 nga mga pelikula sa usa ka dapit nga hangtod sa pipila ka napulo ka square centimeters,” misaysay si Andrey Markeev, ang pangulo sa MIPT's Atomic Layer Deposition Lab.

Gitino sa mga tigdukiduki nga ang istruktura sa pelikula nagdepende sa temperatura sa sulfurization. Ang mga pelikula nga sulfurized sa 500 ° С adunay sulud nga kristal nga mga lugas, pipila ka mga nanometer matag usa, nga gisulud sa usa ka amorphous matrix. Sa 700 ° С, kini nga mga kristal mga 10-20 nm ang gilapdon ug ang S-Mo-S nga mga sapaw gipunting nga tul-id sa ibabaw. Ingon usa ka sangputanan, ang nawong adunay daghang nagbitay nga mga bugkos. Ang ingon nga istruktura nagpakita sa taas nga catalytic nga kalihokan sa daghang mga reaksyon, lakip ang reaksyon sa ebolusyon sa hydrogen. Alang sa MoS2 nga gamiton sa electronics, ang S-Mo-S layers kinahanglan nga parallel sa ibabaw, nga makab-ot sa sulfurization temperatura sa 900-1,000°C. Ang resulta nga mga pelikula sama ka nipis sa 1.3 nm, o duha ka molekular nga mga lut-od, ug adunay usa ka komersyal nga mahinungdanon (ie, igo nga dako) nga lugar.

Ang mga pelikula sa MoS2 nga gi-synthesize ubos sa kamalaumon nga mga kondisyon gipaila sa metal-dielectric-semiconductor prototype nga mga istruktura, nga gibase sa ferroelectric hafnium oxide ug modelo sa usa ka field-effect transistor. Ang MoS2 nga pelikula sa kini nga mga istruktura nagsilbi nga semiconductor channel. Ang conductivity niini kontrolado pinaagi sa pagbalhin sa polarization nga direksyon sa ferroelectric layer. Kung nakontak sa MoS2, ang La:(HfO2-ZrO2) nga materyal, nga una nga naugmad sa MIPT lab, nakit-an nga adunay nahabilin nga polarization nga gibana-bana nga 18 microcoulombs matag square centimeter. Uban sa usa ka pagbalhin nga paglahutay sa 5 milyon nga mga siklo, kini nag-una sa miaging kalibutan nga rekord sa 100,000 nga mga siklo alang sa mga silicon channel.