Chèchè ki soti nan Enstiti Fizik ak Teknoloji Moskou te jere yo grandi fim atomik mens nan disulfid molybdène ki rive jiska plizyè dizèn santimèt kare. Li te demontre ke estrikti materyèl la ka modifye pa varye tanperati sentèz la. Fim yo, ki enpòtan pou elektwonik ak optoelectronics, yo te jwenn nan 900-1,000 ° Sèlsiyis. Konklizyon yo te pibliye nan jounal ACS Applied Nano Materials.

Materyèl ki genyen de dimansyon yo atire enterè konsiderab akòz pwopriyete inik yo ki soti nan estrikti yo ak restriksyon pwopòsyon mekanik yo. Fanmi materyèl 2-D gen ladan metal, semimetal, semi-conducteurs, ak izolan. Grafèn, ki se petèt materyèl 2-D ki pi popilè, se yon monokouch atòm kabòn. Li gen pi gwo chaj-transporteur mobilite anrejistre jiska dat. Sepandan, grafèn pa gen okenn espas bann anba kondisyon estanda, e sa limite aplikasyon li yo.

Kontrèman ak grafèn, lajè optimal bandgap nan molybdenum disulfide (MoS2) fè li apwopriye pou itilize nan aparèy elektwonik. Chak kouch MoS2 gen yon estrikti sandwich, ak yon kouch molybdenum prese ant de kouch atòm souf. Eterostruktur van der Waals ki genyen de dimansyon, ki konbine diferan materyèl 2-D, montre gwo pwomès tou. An reyalite, yo deja lajman itilize nan aplikasyon ki gen rapò ak enèji ak kataliz. Wafer-echèl (gwo zòn) sentèz disulfid molybdène 2-D montre potansyèl pou avans zouti nan kreyasyon aparèy elektwonik transparan ak fleksib, kominikasyon optik pou pwochen jenerasyon òdinatè, osi byen ke nan lòt domèn elektwonik ak optoelektronik.

"Metòd nou te vini ak sentèz MoS2 enplike de etap. Premyèman, yon fim nan MoO3 grandi lè l sèvi avèk teknik depo kouch atomik la, ki ofri epesè kouch atomik egzak epi ki pèmèt kouch konfòm nan tout sifas yo. Ak MoO3 ka fasil pou jwenn sou wafers ki rive jiska 300 milimèt an dyamèt. Apre sa, fim nan trete chalè nan vapè souf. Kòm yon rezilta, atòm oksijèn nan MoO3 ranplase pa atòm souf, epi MoS2 fòme. Nou te deja aprann pou devlope fim MoS2 atomik mens sou yon zòn ki rive jiska plizyè dizèn santimèt kare,” eksplike Andrey Markeev, ki se chèf Laboratwa Depozisyon Kouch Atomik MIPT a.

Chèchè yo te detèmine ke estrikti nan fim nan depann sou tanperati a sulfurization. Fim yo silfurize nan 500°С genyen grenn cristalline, yon kèk nanomèt chak, entegre nan yon matris amorphe. Nan 700 ° С, kristalit sa yo se apeprè 10-20 nm atravè ak kouch S-Mo-S yo oryante pèpandikilè ak sifas la. Kòm yon rezilta, sifas la gen anpil lyezon pendant. Estrikti sa a demontre gwo aktivite katalitik nan anpil reyaksyon, ki gen ladan reyaksyon evolisyon idwojèn. Pou MoS2 yo dwe itilize nan elektwonik, kouch S-Mo-S yo dwe paralèl ak sifas la, ki se reyalize nan tanperati sulfurization nan 900-1,000 ° С. Fim ki kapab lakòz yo se mens tankou 1.3 nm, oswa de kouch molekilè, epi yo gen yon zòn komèsyal enpòtan (sa vle di, gwo ase).

Fim yo MoS2 sentèz nan kondisyon optimal yo te prezante nan estrikti pwototip metal-dyelektrik-semiconductor, ki baze sou oksid Hafnium ferroelectric ak modèl yon tranzistò efè jaden. Fim nan MoS2 nan estrikti sa yo te sèvi kòm yon kanal semi-conducteurs. Konduktivite li yo te kontwole pa chanje direksyon polarizasyon kouch ferroelectric la. Lè yo an kontak ak MoS2, materyèl La:(HfO2-ZrO2), ki te devlope pi bonè nan laboratwa MIPT la, yo te jwenn yon polarizasyon rezidyèl apeprè 18 mikrokoulomb pou chak santimèt kare. Avèk yon andirans chanje nan 5 milyon sik, li te depase rekò mondyal la anvan 100,000 sik pou chanèl Silisyòm.