Awọn oniwadi lati Ile-ẹkọ Fisiksi ati Imọ-ẹrọ Moscow ti ṣakoso lati dagba awọn fiimu tinrin atomiki ti molybdenum disulfide ti o fẹrẹ to ọpọlọpọ awọn mewa ti square centimeters. O ṣe afihan pe eto ohun elo naa le ṣe atunṣe nipasẹ yiyipada iwọn otutu ti iṣelọpọ. Awọn fiimu, eyiti o ṣe pataki si ẹrọ itanna ati optoelectronics, ni a gba ni 900-1,000 ° Celsius. Awọn awari ni a tẹjade ninu iwe akọọlẹ ACS Applied Nano Materials.

Awọn ohun elo onisẹpo meji n ṣe ifamọra iwulo nla nitori awọn ohun-ini alailẹgbẹ wọn ti o jẹyọ lati eto wọn ati awọn ihamọ ẹrọ kuatomu. Idile ti awọn ohun elo 2-D pẹlu awọn irin, semimetals, semiconductors, ati awọn insulators. Graphene, eyiti o jẹ ohun elo 2-D olokiki julọ, jẹ monolayer ti awọn ọta erogba. O ni gbigbe-gbigbe idiyele ti o ga julọ ti o gbasilẹ titi di oni. Sibẹsibẹ, graphene ko ni aafo ẹgbẹ labẹ awọn ipo boṣewa, ati pe o ṣe opin awọn ohun elo rẹ.

Ko dabi graphene, iwọn to dara julọ ti bandgap ni molybdenum disulfide (MoS2) jẹ ki o dara fun lilo ninu awọn ẹrọ itanna. Layer MoS2 kọọkan ni eto ipanu kan, pẹlu ipele ti molybdenum kan ti a fun laarin awọn fẹlẹfẹlẹ meji ti awọn ọta imi-ọjọ. Awọn ẹya heterostructures van der Waals meji-meji, eyiti o darapọ awọn ohun elo 2-D oriṣiriṣi, ṣafihan ileri nla paapaa. Ni otitọ, wọn ti lo tẹlẹ ni lilo pupọ ni awọn ohun elo ti o ni ibatan agbara ati catalysis. Wafer-iwọn (agbegbe-nla) kolaginni ti 2-D molybdenum disulfide ṣe afihan agbara fun awọn ilọsiwaju aṣeyọri ninu ẹda ti awọn ẹrọ itanna ti o han ati rọ, ibaraẹnisọrọ opiti fun awọn kọnputa atẹle, ati ni awọn aaye miiran ti itanna ati optoelectronics.

“Ọna ti a wa pẹlu lati ṣepọ MoS2 ni awọn igbesẹ meji. Ni akọkọ, fiimu kan ti MoO3 ti dagba nipa lilo ilana fifisilẹ Layer atomiki, eyiti o funni ni sisanra Layer atomiki to pe ati gba ibora conformal ti gbogbo awọn aaye. Ati MoO3 le ni irọrun gba lori awọn wafers ti o to milimita 300 ni iwọn ila opin. Nigbamii ti, fiimu naa jẹ itọju-ooru ni sulfur oru. Bi abajade, awọn ọta atẹgun ni MoO3 ti rọpo nipasẹ awọn ọta imi-ọjọ, ati pe MoS2 ti ṣẹda. A ti kọ ẹkọ tẹlẹ lati dagba awọn fiimu MoS2 tinrin atomiki lori agbegbe ti o to ọpọlọpọ mewa ti awọn centimeters square,” Andrey Markeev ṣalaye, ori ti MIPT's Atomic Layer Deposition Lab.

Awọn oniwadi pinnu pe eto ti fiimu naa da lori iwọn otutu sulfurization. Awọn fiimu sulfurized ni 500°C ni awọn oka kirisita, awọn nanometers diẹ kọọkan, ti a fi sinu matrix amorphous. Ni 700°C, awọn kirisita wọnyi wa ni iwọn 10-20 nm kọja ati awọn ipele S-Mo-S ti wa ni titọka si oju ilẹ. Bi abajade, dada ni ọpọlọpọ awọn iwe ifowopamosi. Iru be ṣe afihan iṣẹ ṣiṣe katalitiki giga ni ọpọlọpọ awọn aati, pẹlu iṣesi itankalẹ hydrogen. Fun MoS2 lati ṣee lo ninu ẹrọ itanna, awọn fẹlẹfẹlẹ S-Mo-S ni lati wa ni afiwe si dada, eyiti o waye ni awọn iwọn otutu sulfurization ti 900-1,000°C. Awọn fiimu ti o yọrisi jẹ tinrin bi 1.3 nm, tabi awọn fẹlẹfẹlẹ molikula meji, ati pe wọn ni agbegbe pataki ti iṣowo (ie, ti o tobi to) agbegbe.

Awọn fiimu MoS2 ti a ṣepọ labẹ awọn ipo ti o dara julọ ni a ṣe sinu awọn ẹya afọwọṣe irin-dielectric-semiconductor, eyiti o da lori ferroelectric hafnium oxide ati awoṣe transistor ipa aaye kan. Fiimu MoS2 ninu awọn ẹya wọnyi ṣiṣẹ bi ikanni semikondokito kan. Iṣe adaṣe rẹ ni iṣakoso nipasẹ yiyipada itọsọna polarization ti Layer ferroelectric. Nigbati o ba kan si MoS2, ohun elo La: (HfO2-ZrO2), eyiti o ti dagbasoke ni iṣaaju ninu laabu MIPT, ni a rii pe o ni polarization ti o ku ti isunmọ 18 microcoulombs fun centimita onigun mẹrin. Pẹlu ìfaradà iyipada ti awọn iyipo miliọnu 5, o gbe igbasilẹ aye iṣaaju ti awọn iyipo 100,000 fun awọn ikanni ohun alumọni.