Лента TH Новости Глобальные вызовы


Ученые создали клей для двумерных материалов

∴ 142

Двумерные материалы являются феноменом в научном сообществе. 2D материалы атомарно тонкие и обладают радикально отличающимися электронными и световыми свойствами, чем 3D материалы, поэтому исследователи заинтересованы в двумерных материалах, чтобы найти новые способы использовать эти экзотические черты.

843

Сферы применения двумерных материалов варьируются от микрочипов до сверхтонких и гибких солнечных панелей и экранов дисплея. Но поскольку их фундаментальная структура очень мала, их сложно соединять с обычными материалами. Таким образом, в то время как сфера исследования двумерных материалов растет, по-прежнему существует много неизвестных касательно того, как изолировать, улучшить и манипулировать их наиболее важными качествами.

В настоящее время научная команда Национальной Лаборатории Лоуренса Беркли (лаборатория Беркли) Департамента энергетики точно измерила некоторые ранее неясные свойства молибденового сульфида, двумерного полупроводникового материала, также известного как дисульфид молибдена или MoS2. Команда также продемонстрировала мощный механизм настройки и взаимосвязь между его электронными и оптическими или световыми свойствами.

Чтобы наилучшим образом включить такие монослои в электронные устройства, инженеры хотят узнать «запретную зону», которая является минимальным энергетическим уровнем. Этот уровень определяет силу, которой достаточно, чтобы оторвать электроны от атомов, с которыми они соединены. Как только это удается, электроны свободно текут через материал, как электрический ток течет через медный провод. Подача достаточной энергии электронам путем поглощения света, например, переключает материал в электрически проводящее состояние.

Исследователи измерили ширину запрещенной зоны для монослоя молибденового сульфида, которую крайне трудно предсказать в теории, и обнаружили, что она примерно на 30% выше, чем ожидалось, исходя из предыдущих экспериментов. Они также количественно определили, как изменяется полоса в зависимости от электронной плотности – явление, известное как «перенормировка запрещенной зоны».

Команда использовала несколько инструментов в Molecular Foundry, объекте, открытом для научного сообщества, и специализируется на создании и исследовании наноразмерных материалов.

Молекулярный литейный метод, который исследователи адаптировали при изучении двумерного слоя молибденового сульфида открывает новые сферы применения. А результатом будут сверхчувствительные биосенсоры и более тонкие транзисторы.

Филипп Дончев