МОСКВА, 5 дек — РИА Новости. Международная группа ученых под руководством профессора НИТУ «МИСиС» Готтарда Сейферта решила проблему, которая почти полвека мешала использовать один из перспективнейших двумерных материалов в микроэлектронике. Работа опубликована в журнале ASC Nano.
Из двумерных материалов создают элементы электронных устройств — последние получаются более миниатюрными и быстродействующими благодаря ограничению движения электронов в одном из направлений (частицы не могут перемещаться вверх-вниз).
Одним из сравнительно новых двумерных материалов, показавших высокие электронные характеристики, является дисульфид молибдена. Он относится к группе полупроводников, то есть проводит ток только при определенных условиях. Исследования показали, что дисульфид молибдена — идеальный кандидат для затвора сверхбыстрого транзистора: у него высокое сопротивление, за счет чего снижается утечка тока. Затвор представляет собой монослой молибдена, расположенный между двумя слоями серы.
Однако есть сложности, которые ограничивают применение двумерного дисульфида молибдена в промышленности. Дело в том, что даже при использовании самых эффективных методов слои получаются со множеством дефектов. Последние заключаются в отсутствии или наличии случайного лишнего атома серы или молибдена в кристаллической решетке, поэтому образцы из этого материала каждый раз получаются с разными параметрами. Это делает невозможным его промышленное использование.
Группа ученых из России, Германии и США под руководством одного из ведущих специалистов в области двумерных материалов профессора НИТУ «МИСиС» и Технологического университета Дрездена Готтарда Сейферта разработала метод получения «идеальных» образцов двумерного дисульфида молибдена.
Для выращивания монослоя дисульфида молибдена использовали метод плазменного осаждения. Полученный материал ученые обрабатывали тиолом (сернистый аналог спиртов с общей формулой RSH, где R — углеводородный радикал). При реакции тиолов с вакансией в дисульфиде молибдена атом серы или молибдена встраивался в «дырку» структуры или забирал лишний атом серы.
«В нашей работе мы впервые показали возможность существования механизма заращивания дефектов в структуре двумерного дисульфида молибдена. Более того, наши расчеты, подкрепленные экспериментом, не только помогли понять, что этот механизм существует, но и позволили выяснить, как именно он протекает. Результаты нашей работы действительно открывают целое поле возможностей для практического использования монослоев из дисульфида молибдена и родственных ему соединений в качестве ключевых элементов различных микросхем. Конечно, открытие такого механизма не означает, что мы можем создавать монослой бесконечного или, например, километрового размера. Скорее речь идет о микронных структурах. Однако с учетом тенденций к миниатюризации электроники огромные монослои нам и не нужны», — прокомментировал результаты исследования Готтард Сейферт.
По словам профессора Сейферта, он продолжит вместе с группой ученых из НИТУ «МИСиС» изучение свойств других двумерных материалов и возможностей их применения в электронике.
