மாஸ்கோ இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் பிசிக்ஸ் அண்ட் டெக்னாலஜியின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் மாலிப்டினம் டைசல்பைட்டின் அணுக்கரு மெல்லிய படலத்தை பல பத்து சென்டிமீட்டர் சதுரம் வரை வளர முடிந்தது. தொகுப்பு வெப்பநிலையை மாற்றுவதன் மூலம் பொருளின் கட்டமைப்பை மாற்றியமைக்க முடியும் என்பது நிரூபிக்கப்பட்டது. எலக்ட்ரானிக்ஸ் மற்றும் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக்ஸ் ஆகியவற்றிற்கு முக்கியமான படங்கள் 900-1,000 டிகிரி செல்சியஸில் பெறப்பட்டன. கண்டுபிடிப்புகள் ஏசிஎஸ் அப்ளைடு நானோ மெட்டீரியல்ஸ் இதழில் வெளியிடப்பட்டுள்ளன.

இரு பரிமாண பொருட்கள் அவற்றின் கட்டமைப்பு மற்றும் குவாண்டம் இயந்திரக் கட்டுப்பாடுகளிலிருந்து உருவாகும் தனித்துவமான பண்புகள் காரணமாக கணிசமான ஆர்வத்தை ஈர்க்கின்றன. 2-டி பொருட்களின் குடும்பத்தில் உலோகங்கள், அரை உலோகங்கள், குறைக்கடத்திகள் மற்றும் மின்கடத்திகள் ஆகியவை அடங்கும். கிராபீன், ஒருவேளை மிகவும் பிரபலமான 2-டி பொருள், கார்பன் அணுக்களின் ஒரு அடுக்கு ஆகும். இது இன்றுவரை பதிவுசெய்யப்பட்ட அதிக சார்ஜ்-கேரியர் மொபிலிட்டியைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் கிராபெனுக்கு பேண்ட் இடைவெளி இல்லை, மேலும் அது அதன் பயன்பாடுகளைக் கட்டுப்படுத்துகிறது.

கிராபெனைப் போலல்லாமல், மாலிப்டினம் டைசல்பைடில் (MoS2) உள்ள பேண்ட்கேப்பின் உகந்த அகலம் மின்னணு சாதனங்களில் பயன்படுத்துவதற்கு ஏற்றதாக அமைகிறது. ஒவ்வொரு MoS2 அடுக்கும் ஒரு சாண்ட்விச் அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது, இரண்டு அடுக்கு கந்தக அணுக்களுக்கு இடையில் மாலிப்டினம் ஒரு அடுக்கு அழுத்தப்படுகிறது. வெவ்வேறு 2-டி பொருட்களை இணைக்கும் இரு பரிமாண வான் டெர் வால்ஸ் ஹீட்டோரோஸ்ட்ரக்சர்கள் சிறந்த வாக்குறுதியையும் காட்டுகின்றன. உண்மையில், அவை ஏற்கனவே ஆற்றல் தொடர்பான பயன்பாடுகள் மற்றும் வினையூக்கத்தில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. 2-டி மாலிப்டினம் டிஸல்பைட்டின் வேஃபர்-அளவிலான (பெரிய பரப்பளவு) தொகுப்பு, வெளிப்படையான மற்றும் நெகிழ்வான மின்னணு சாதனங்கள், அடுத்த தலைமுறை கணினிகளுக்கான ஆப்டிகல் தொடர்பு, அத்துடன் மின்னணுவியல் மற்றும் ஒளியியல் எலக்ட்ரானிக்ஸ் ஆகியவற்றின் பிற துறைகளில் திருப்புமுனை முன்னேற்றத்திற்கான சாத்தியத்தைக் காட்டுகிறது.

"MoS2 ஐ ஒருங்கிணைக்க நாங்கள் கொண்டு வந்த முறை இரண்டு படிகளை உள்ளடக்கியது. முதலில், MoO3 இன் படம் அணு அடுக்கு படிவு நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி வளர்க்கப்படுகிறது, இது துல்லியமான அணு அடுக்கு தடிமன் மற்றும் அனைத்து மேற்பரப்புகளின் இணக்கமான பூச்சுகளை அனுமதிக்கிறது. மேலும் 300 மில்லிமீட்டர் விட்டம் கொண்ட செதில்களில் MoO3 எளிதாகப் பெறலாம். அடுத்து, படம் கந்தக நீராவியில் வெப்ப சிகிச்சை செய்யப்படுகிறது. இதன் விளைவாக, MoO3 இல் உள்ள ஆக்ஸிஜன் அணுக்கள் சல்பர் அணுக்களால் மாற்றப்படுகின்றன, மேலும் MoS2 உருவாகிறது. நாங்கள் ஏற்கனவே பல பத்து சதுர சென்டிமீட்டர் பரப்பளவில் அணு மெல்லிய MoS2 பிலிம்களை வளர்க்க கற்றுக்கொண்டோம்,” என்று MIPT இன் அணு அடுக்கு டெபாசிஷன் ஆய்வகத்தின் தலைவரான Andrey Markeev விளக்குகிறார்.

படத்தின் கட்டமைப்பு கந்தகமயமாக்கல் வெப்பநிலையைப் பொறுத்தது என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் தீர்மானித்தனர். 500 ° C இல் கந்தகப்படுத்தப்பட்ட படங்களில் படிக தானியங்கள் உள்ளன, ஒவ்வொன்றும் ஒரு சில நானோமீட்டர்கள், ஒரு உருவமற்ற மேட்ரிக்ஸில் உட்பொதிக்கப்பட்டுள்ளன. 700°C இல், இந்தப் படிகங்கள் 10-20 nm குறுக்கே இருக்கும் மற்றும் S-Mo-S அடுக்குகள் மேற்பரப்பிற்கு செங்குத்தாக அமைந்திருக்கும். இதன் விளைவாக, மேற்பரப்பில் ஏராளமான தொங்கும் பிணைப்புகள் உள்ளன. இத்தகைய அமைப்பு ஹைட்ரஜன் பரிணாம எதிர்வினை உட்பட பல எதிர்வினைகளில் உயர் வினையூக்க செயல்பாட்டை நிரூபிக்கிறது. MoS2 எலக்ட்ரானிக்ஸில் பயன்படுத்தப்படுவதற்கு, S-Mo-S அடுக்குகள் மேற்பரப்புக்கு இணையாக இருக்க வேண்டும், இது 900-1,000 ° C இன் கந்தக வெப்பநிலையில் அடையப்படுகிறது. இதன் விளைவாக வரும் படங்கள் 1.3 nm அல்லது இரண்டு மூலக்கூறு அடுக்குகள் போன்ற மெல்லியதாக இருக்கும், மேலும் வணிக ரீதியாக முக்கியத்துவம் வாய்ந்த (அதாவது, போதுமான அளவு) பரப்பளவைக் கொண்டுள்ளன.

உகந்த நிலைமைகளின் கீழ் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட MoS2 படங்கள் உலோக-மின்கடத்தா-குறைக்கடத்தி முன்மாதிரி கட்டமைப்புகளில் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டன, அவை ஃபெரோஎலக்ட்ரிக் ஹாஃப்னியம் ஆக்சைடை அடிப்படையாகக் கொண்டவை மற்றும் புலம்-விளைவு டிரான்சிஸ்டரை மாதிரியாகக் கொண்டுள்ளன. இந்த கட்டமைப்புகளில் உள்ள MoS2 படம் குறைக்கடத்தி சேனலாக செயல்பட்டது. ஃபெரோஎலக்ட்ரிக் அடுக்கின் துருவமுனைப்பு திசையை மாற்றுவதன் மூலம் அதன் கடத்துத்திறன் கட்டுப்படுத்தப்பட்டது. MoS2 உடன் தொடர்பு கொள்ளும்போது, ​​MIPT ஆய்வகத்தில் முன்னர் உருவாக்கப்பட்ட La:(HfO2-ZrO2) பொருள், ஒரு சதுர சென்டிமீட்டருக்கு தோராயமாக 18 மைக்ரோகூலோம்ப்களின் எஞ்சிய துருவமுனைப்பைக் கொண்டிருப்பது கண்டறியப்பட்டது. 5 மில்லியன் சுழற்சிகளின் மாறுதல் சகிப்புத்தன்மையுடன், சிலிக்கான் சேனல்களுக்கான 100,000 சுழற்சிகளின் முந்தைய உலக சாதனையாக இது முதலிடம் பிடித்தது.