Ahora es posible cultivar láminas ultrafinas de disulfuro de molibdeno de gran superficie, un material bidimensional 2D que promete la próxima generación de dispositivos electrónicos y optoelectrónicos, gracias a un nuevo giro en un método estándar [1] desarrollado por científicosen la Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación A * STAR.
El disulfuro de molibdeno, uno de una familia de los llamados dichoslcogenuros de metales de transición semiconductores TMDC, ha atraído una atención considerable como material 2D, gracias a sus notables propiedades electrónicas y optoelectrónicas.notoriamente difícil, con métodos de crecimiento convencionales como la exfoliación mecánica y la deposición física de vapor que producen películas de una sola capa de unos pocos micrómetros de tamaño.
Para superar la limitación de un material tan útil, Dongzhi Chi y Hongfei Liu del Instituto de Investigación e Ingeniería de Materiales A * STAR buscaron una forma de modificar una técnica de fabricación estándar, para cultivar una sola capa de alta calidad y tamaño milimétricoNanohojas de disulfuro de molibdeno.
"El mecanismo de crecimiento de las películas 2D aún no se comprende completamente y es un obstáculo importante para su adopción a gran escala en aplicaciones electrónicas", dice Chi. "El crecimiento de materiales 2D de gran área permite la fabricación a gran escala de circuitos integrados utilizando semiconductores convencionalesmétodos de procesamiento "
Al modificar la deposición química de vapor, una herramienta de fabricación utilizada en todo, desde gafas de sol hasta bolsas de papas fritas y fundamental para la producción de gran parte de los dispositivos electrónicos de hoy en día, pudieron cultivar nanohojas de disulfuro de molibdeno monocapa de gran tamaño de grano muy aumentado.
"Los tamaños de grano más pequeños dan como resultado defectos estructurales, por lo que los dispositivos fabricados con tales materiales tienen un rendimiento pobre", explica Chi. "Sin embargo, los TMDC 2D de tamaño de grano más grande minimizan estos defectos y conducen a un rendimiento mejorado".
En una cámara de reacción presurizada, se vaporizaron trióxido de molibdeno en polvo y azufre. Para crear granos de mayor tamaño, los investigadores aumentaron la temperatura de la cámara de reacción y usaron una máscara de sombra de silicio o cuarzo, sostenida sobre un sustrato de zafiro, para suministrar indirectamente eltrióxido de molibdeno y vapores de azufre al frente de crecimiento de disulfuro de molibdeno que avanza en el sustrato.
Las ondas se introdujeron en las nanocapas de disulfuro de molibdeno de una sola capa iluminándolas con un láser. Se predice que estas estructuras de ondulación tendrán un efecto significativo en las propiedades electrónicas, mecánicas y de transporte del disulfuro de molibdeno de una sola capa.
Para comparar las nanocapas de disulfuro de molibdeno de una sola capa y sus estructuras onduladas inducidas por láser, los investigadores utilizaron una serie de herramientas de caracterización, incluida la dispersión Raman y la espectroscopía de fotoluminiscencia, así como la microscopía de fuerza atómica.
"Estudiar estos materiales puede conducir al descubrimiento de una nueva física y también ayudar a la fabricación de dispositivos electrónicos y optoelectrónicos con funciones novedosas y mejores prestaciones", dice Chi.
Los investigadores afiliados a A * STAR que contribuyen a esta investigación son del Instituto de Investigación e Ingeniería de Materiales.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación A * STAR . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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