Ба олимони Институти физикаю техникам Москва муяссар гардид, ки аз дисульфиди молибден плёнкахои аз чихати атом тунук руёнда шаванд, ки масофаашон то якчанд даххо сантиметр мураббаъ аст. Нишон дода шуд, ки сохтори маводро тавассути тағир додани ҳарорати синтез тағир додан мумкин аст. Плёнкахое, ки барои электроника ва оптоэлектроника ахамияти калон доранд, дар харорати 900—1000° Цельсий гирифта шудаанд. Бозёфтҳо дар маҷаллаи ACS Applied Nano Materials нашр шудаанд.

Маводҳои дученака аз сабаби хосиятҳои беназири худ, ки аз сохтор ва маҳдудиятҳои механикии квантӣ бармеоянд, таваҷҷӯҳи зиёдро ҷалб мекунанд. Оилаи маводи 2-D иборат аст аз металлҳо, нимноқилҳо, нимноқилҳо ва изоляторҳо. Графен, ки шояд машҳуртарин маводи 2-D бошад, як қабати атомҳои карбон аст. Он дорои баландтарин ҳаракати интиқолдиҳандаи заряд мебошад, ки то имрӯз сабт шудааст. Аммо, графен дар шароити стандартӣ фосилаи банд надорад ва ин истифодаи онро маҳдуд мекунад.

Баръакси графен, паҳнои оптималии банд дар дисульфиди молибден (MoS2) онро барои истифода дар дастгоҳҳои электронӣ мувофиқ мекунад. Ҳар як қабати MoS2 дорои сохтори сандвичӣ буда, қабати молибден дар байни ду қабати атомҳои сулфур фишурда шудааст. Гетероструктураҳои дученакаи ван дер Ваалс, ки маводҳои гуногуни 2-D-ро муттаҳид мекунанд, инчунин ваъдаи бузург медиҳанд. Дар асл, онҳо аллакай дар барномаҳои марбут ба энергия ва катализ ба таври васеъ истифода мешаванд. Синтези миқёси вафли (масоҳати калон)-и 2-D молибдени дисульфиди потенсиали пешрафтҳоро дар эҷоди дастгоҳҳои электронии шаффоф ва чандир, алоқаи оптикӣ барои компютерҳои насли оянда, инчунин дар дигар соҳаҳои электроника ва оптоэлектроника нишон медиҳад.

“Усуле, ки мо барои синтез кардани MoS2 таҳия кардем, ду марҳиларо дар бар мегирад. Аввалан, филми MoO3 бо истифода аз техникаи ҷойгиркунии қабати атомӣ парвариш карда мешавад, ки ғафсии дақиқи қабати атомиро пешниҳод мекунад ва имкон медиҳад, ки пӯшиши конформии ҳама сатҳҳоро таъмин кунад. Ва MoO3-ро дар вафли диаметрашон то 300 миллиметр ба осонӣ гирифтан мумкин аст. Минбаъд, филм дар буғи сулфур бо гармӣ коркард карда мешавад. Дар натиҷа, атомҳои оксиген дар MoO3 бо атомҳои сулфур иваз мешаванд ва MoS2 ба вуҷуд меояд. Мо аллакай парвариши плёнкаҳои аз ҷиҳати атомии борик MoS2-ро дар майдони то даҳҳо сантиметри мураббаъ омӯхтаем”, - шарҳ медиҳад Андрей Маркеев, роҳбари лабораторияи қабати атомии MIPT.

Тадкикотчиён муайян карданд, ки сохти плёнка ба харорати сулфуршавй вобаста аст. Плёнкаҳое, ки дар ҳарорати 500°С сулфурдор шудаанд, донаҳои кристаллӣ доранд, ки ҳар кадомашон чанд нанометр доранд, ки дар матритсаи аморфӣ ҷойгир шудаанд. Дар ҳарорати 700°С, ин кристаллитҳо тақрибан 10-20 нм буда, қабатҳои S-Mo-S ба сатҳи перпендикуляр нигаронида шудаанд. Дар натиҷа, рӯи он пайвандҳои сершумори овезон доранд. Чунин сохтор фаъолияти баланди каталитикиро дар бисёр реаксияҳо, аз ҷумла реаксияи эволютсияи гидроген нишон медиҳад. Барои он ки MoS2 дар электроника истифода шавад, қабатҳои S-Mo-S бояд ба сатҳ параллел бошанд, ки ин дар ҳарорати сулфуризатсия 900-1000°С ба даст меояд. Плёнкаҳои ҳосилшуда то 1,3 нм ё ду қабати молекулавӣ лоғар мебошанд ва майдони аз ҷиҳати тиҷоратӣ муҳим (яъне, ба қадри кофӣ калон) доранд.

Плёнкахои MoS2, ки дар шароити оптималй синтез карда шудаанд, ба конструк-цияхои прототипи металл-диэлектрик-нимнокил, ки дар асоси оксиди гафнийи ферроэлектрикй ва модели транзистори сахрой сохта шудаанд, чорй карда шуданд. Филми MoS2 дар ин сохторҳо ҳамчун канали нимноқил хизмат мекард. Ноқилияти он тавассути иваз кардани самти поляризатсияи қабати ферроэлектрикӣ идора карда мешавад. Ҳангоми тамос бо MoS2, маводи La:(HfO2-ZrO2), ки қаблан дар лабораторияи MIPT таҳия шуда буд, муайян карда шуд, ки поляризатсияи боқимонда тақрибан 18 микрокулом дар як сантиметри мураббаъ дорад. Бо устувории ивазкунии 5 миллион давра, он рекорди пештараи ҷаҳонии 100 000 давраро барои каналҳои кремний боло гузошт.