I circadori di l'Istitutu di Fisica è Tecnulugia di Mosca anu riisciutu à cultivà filmi atomicamente sottili di disulfuru di molibdenu chì si estendenu à parechje decine di centimetri quadrati.Hè statu dimustratu chì a struttura di u materiale pò esse mudificatu variendu a temperatura di sintesi.I filmi, chì sò impurtanti per l'elettronica è l'optoelettronica, sò stati ottenuti à 900-1,000 ° Celsius.I risultati sò stati publicati in a rivista ACS Applied Nano Materials.

I materiali bidimensionali attiranu un interessu considerableu per via di e so proprietà uniche derivanti da a so struttura è e restrizioni meccaniche quantistiche.A famiglia di materiali 2-D include metalli, semimetalli, semiconduttori è insulators.Graphene, chì hè forsi u materiale 2-D più famosu, hè un monolayer di atomi di carbone.Hà a più alta mobilità di trasportatore di carica registrata finu à a data.Tuttavia, u grafene ùn hà micca un intervallu di banda in cundizioni standard, è chì limita e so applicazioni.

A cuntrariu di u grafene, a larghezza ottima di u bandgap in disulfuru di molibdenu (MoS2) u face adattatu per l'usu in i dispositi elettronici.Ogni strata MoS2 hà una struttura sandwich, cù una strata di molibdenu spressu trà dui strati di atomi di sulphur.Eterostrutture bidimensionali di van der Waals, chì combina diversi materiali 2-D, mostranu ancu una grande prumessa.In fatti, sò digià largamente usati in l'applicazioni energetiche è a catalisi.A sintesi di u disulfuru di molibdenu 2-D in scala di wafer (grande area) mostra u potenziale per l'avanzati avanzati in a creazione di apparecchi elettronici trasparenti è flessibili, cumunicazione ottica per computer di prossima generazione, è ancu in altri campi di l'elettronica è l'optoelettronica.

"U metudu chì avemu ghjuntu per sintetizà MoS2 implica dui passi.Prima, un film di MoO3 hè cultivatu cù a tecnica di deposizione di a strata atomica, chì offre un grossu di strati atomicu precisu è permette un revestimentu cunformatu di tutte e superfici.È MoO3 pò esse facilmente uttene nantu à wafers di finu à 300 millimetri di diametru.In seguitu, a film hè trattatu termicamente in vapore sulphur.In u risultatu, l'atomi di l'ossigenu in MoO3 sò rimpiazzati da l'atomi di sulphur, è MoS2 hè furmatu.Avemu digià amparatu à cultivà filmi MoS2 atomicamente sottili nantu à una zona di finu à parechje decine di centimetri quadrati ", spiega Andrey Markeev, u capu di u Laboratoriu di Depositu Atomic Layer di MIPT.

I circadori determinanu chì a struttura di a film dipende da a temperatura di sulfurizazione.I filmi sulfurizzati à 500 ° С cuntenenu grani cristallini, uni pochi nanometri ognunu, incrustati in una matrice amorfa.À 700 ° С, sti cristalli sò circa 10-20 nm à traversu è i strati S-Mo-S sò orientati perpendicularmente à a superficia.In u risultatu, a superficia hà numerosi ligami pendenti.Tali struttura dimustra una alta attività catalitica in parechje reazzioni, cumpresa a reazione di evoluzione di l'idrogenu.Per MoS2 per esse usatu in l'elettronica, i strati S-Mo-S anu da esse paralleli à a superficia, chì hè ottenuta à temperature di sulfurizazione di 900-1,000 ° С.I filmi resultanti sò sottili quant'è 1,3 nm, o dui strati molecolari, è anu una zona di cummerciale significativa (vale à dì, abbastanza grande).

I filmi MoS2 sintetizzati in cundizioni ottimali sò stati intrudutti in strutture di prototipi metalli-dielettrici-semiconduttori, chì sò basati nantu à l'ossidu di hafnium ferroelectric è modellanu un transistor à effettu di campu.U film MoS2 in queste strutture hà servitu cum'è un canali di semiconductor.A so conduttività hè stata cuntrullata da cambià a direzzione di polarizazione di a capa ferroelettrica.Quandu in cuntattu cù MoS2, u materiale La:(HfO2-ZrO2), chì hè statu sviluppatu prima in u labburatoriu MIPT, hè statu truvatu per avè una polarizazione residuale di circa 18 microcoulombs per centimetru quadru.Cù una durata di cambiamentu di 5 milioni di cicli, hà superatu u record mundiale precedente di 100 000 cicli per i canali di silicu.