මොස්කව් භෞතික විද්‍යා හා තාක්ෂණ ආයතනයේ පර්යේෂකයන් විසින් මොලිබ්ඩිනම් ඩයිසල්ෆයිඩ් පරමාණුක තුනී පටල වර්ග සෙන්ටිමීටර දස දහස් ගණනක් දක්වා වර්ධනය කිරීමට සමත් වී ඇත. සංශ්ලේෂණ උෂ්ණත්වය වෙනස් කිරීම මගින් ද්රව්යයේ ව්යුහය වෙනස් කළ හැකි බව පෙන්නුම් කරන ලදී. ඉලෙක්ට්‍රොනික හා දෘශ්‍ය ඉලෙක්ට්‍රොනික් සඳහා වැදගත් වන චිත්‍රපට සෙල්සියස් 900-1,000 ° දී ලබා ගන්නා ලදී. මෙම සොයාගැනීම් ACS Applied Nano Materials සඟරාවේ පළ විය.

ද්විමාන ද්‍රව්‍ය ඒවායේ ව්‍යුහය සහ ක්වොන්ටම් යාන්ත්‍රික සීමාවන්ගෙන් පැන නගින අද්විතීය ගුණාංග නිසා සැලකිය යුතු උනන්දුවක් ඇති කරයි. 2-D ද්රව්ය පවුලට ලෝහ, අර්ධ ලෝහ, අර්ධ සන්නායක සහ පරිවාරක ඇතුළත් වේ. සමහර විට වඩාත් ප්‍රසිද්ධ 2-D ද්‍රව්‍යය වන ග්‍රැෆීන්, කාබන් පරමාණුවල ඒකස්ථරයකි. එය මේ දක්වා වාර්තා කර ඇති ඉහළම ආරෝපණ වාහක සංචලනය ඇත. කෙසේ වෙතත්, සම්මත තත්ත්‍වයන් යටතේ ග්‍රැෆීන්ට කලාප පරතරයක් නොමැති අතර, එය එහි යෙදීම් සීමා කරයි.

ග්‍රැෆීන් මෙන් නොව, මොලිබ්ඩිනම් ඩයිසල්ෆයිඩ් (MoS2) හි ඇති bandgap හි ප්‍රශස්ත පළල එය ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංගවල භාවිතයට සුදුසු වේ. සෑම MoS2 ස්ථරයක්ම සැන්ඩ්විච් ව්‍යුහයක් ඇත, සල්ෆර් පරමාණු ස්ථර දෙකක් අතර මිරිකන ලද molybdenum තට්ටුවක් ඇත. විවිධ 2-D ද්‍රව්‍ය ඒකාබද්ධ කරන ද්විමාන වෑන් ඩර් වෝල්ස් විෂම ව්‍යුහයන් ද විශාල පොරොන්දුවක් පෙන්වයි. ඇත්ත වශයෙන්ම, ඒවා දැනටමත් බලශක්තිය සම්බන්ධ යෙදුම් සහ උත්ප්රේරණය සඳහා බහුලව භාවිතා වේ. 2-D molybdenum ඩයිසල්ෆයිඩ් හි වේෆර් පරිමාණයේ (විශාල-ප්‍රදේශයේ) සංශ්ලේෂණය විනිවිද පෙනෙන සහ නම්‍යශීලී ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග, මීළඟ පරම්පරාවේ පරිගණක සඳහා දෘශ්‍ය සන්නිවේදනය මෙන්ම ඉලෙක්ට්‍රොනික හා දෘශ්‍ය ඉලෙක්ට්‍රොනික ක්ෂේත්‍රවල ප්‍රබල දියුණුවක් සඳහා ඇති හැකියාව පෙන්නුම් කරයි.

“MoS2 සංස්ලේෂණය කිරීමට අප විසින් ඉදිරිපත් කරන ලද ක්‍රමයට පියවර දෙකක් ඇතුළත් වේ. පළමුව, MoO3 චිත්‍රපටයක් පරමාණුක ස්ථර තැන්පත් කිරීමේ ක්‍රමය භාවිතයෙන් වර්ධනය වන අතර, එය නිරවද්‍ය පරමාණුක ස්ථර ඝනකම ලබා දෙන අතර සියලු පෘෂ්ඨවල අනුකූල ආෙල්පනයට ඉඩ සලසයි. සහ MoO3 මිලිමීටර් 300 දක්වා විෂ්කම්භයකින් යුත් වේෆර් මත පහසුවෙන් ලබා ගත හැක. ඊළඟට, චිත්රපටය සල්ෆර් වාෂ්පයේ තාප පිරියම් කර ඇත. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස MoO3 හි ඔක්සිජන් පරමාණු සල්ෆර් පරමාණු මගින් ප්‍රතිස්ථාපනය වන අතර MoS2 සෑදී ඇත. වර්ග සෙන්ටිමීටර දස දහස් ගණනක් දක්වා වූ ප්‍රදේශයක පරමාණුක තුනී MoS2 පටල වර්ධනය කිරීමට අපි දැනටමත් ඉගෙන ගෙන ඇත,” MIPT හි Atomic Layer Deposition Lab හි ප්‍රධානියා වන Andrey Markeev පැහැදිලි කරයි.

පර්යේෂකයන් තීරණය කළේ චිත්රපටයේ ව්යුහය සල්ෆියුරේෂන් උෂ්ණත්වය මත රඳා පවතින බවයි. 500 ° C දී සල්ෆියුරයිස් කරන ලද පටලවල ස්ඵටිකරූපී ධාන්ය අඩංගු වේ, එක් එක් නැනෝමීටර කිහිපයක්, අස්ඵටික න්යාසයක තැන්පත් කර ඇත. 700 ° C දී, මෙම ස්ඵටික 10-20 nm පමණ වන අතර S-Mo-S ස්ථර මතුපිටට ලම්බකව නැඹුරු වේ. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස මතුපිට එල්ලෙන බන්ධන රාශියක් ඇත. එවැනි ව්‍යුහයක් හයිඩ්‍රජන් පරිණාම ප්‍රතික්‍රියාව ඇතුළු බොහෝ ප්‍රතික්‍රියා වල ඉහළ උත්ප්‍රේරක ක්‍රියාකාරකම් පෙන්නුම් කරයි. MoS2 ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණවල භාවිතා කිරීම සඳහා, S-Mo-S ස්ථර මතුපිටට සමාන්තරව තිබිය යුතු අතර එය 900-1,000 ° C සල්ෆියුරේෂන් උෂ්ණත්වවලදී ලබා ගනී. ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන චිත්‍රපට 1.3 nm හෝ අණුක ස්ථර දෙකක් තරම් තුනී වන අතර වාණිජමය වශයෙන් සැලකිය යුතු (එනම් ප්‍රමාණවත් තරම් විශාල) ප්‍රදේශයක් ඇත.

ප්‍රශස්ත තත්ත්‍වයන් යටතේ සංස්ලේෂණය කරන ලද MoS2 පටල, ෆෙරෝ ඉලෙක්ට්‍රික් හැෆ්නියම් ඔක්සයිඩ් මත පදනම් වූ සහ ක්ෂේත්‍ර බලපෑම් ට්‍රාන්සිස්ටරයක් ​​මත පදනම් වූ ලෝහ-පාවිද්‍යුත්-අර්ධ සන්නායක මූලාකෘති ව්‍යුහයන් තුළට හඳුන්වා දෙන ලදී. මෙම ව්යුහයන් තුළ MoS2 චිත්රපටය අර්ධ සන්නායක නාලිකාවක් ලෙස සේවය කළේය. එහි සන්නායකතාවය පාලනය කරනු ලැබුවේ ෆෙරෝවිද්‍යුත් ස්ථරයේ ධ්‍රැවීකරණ දිශාව මාරු කිරීමෙනි. MoS2 සමඟ සම්බන්ධ වූ විට, මීට පෙර MIPT රසායනාගාරයේ සංවර්ධනය කරන ලද La:(HfO2-ZrO2) ද්‍රව්‍යයේ, වර්ග සෙන්ටිමීටරයකට ආසන්න වශයෙන් ක්ෂුද්‍ර කූලෝම් 18 ක අවශේෂ ධ්‍රැවීකරණයක් ඇති බව සොයා ගන්නා ලදී. චක්‍ර මිලියන 5ක මාරුවීමේ විඳදරාගැනීමක් සමඟින්, එය සිලිකන් නාලිකා සඳහා වූ චක්‍ර 100,000ක පෙර ලෝක වාර්තාවට ඉහළින්ම පත් විය.