Dwusiarczek molibdenu poważnym konkurentem grafenu

Grafen już okrzyknięto przyszłością elektroniki. Materiałów o podobnej, jednowarstwowej budowie jest jednak więcej. Dwusiarczek molibdenu ma równie ciekawe własności jak grafen. Związek ten występuje w wielu skałach i, zdaniem badających go naukowców z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, może zdeklasować grafen w zastosowaniach elektronicznych. Badania pozwoliły zaproponować precyzyjniejszy niż dotąd model zjawisk zachodzących w sieci krystalicznej dwusiarczku molibdenu.

Posłuchaj
00:00

Kilka lat temu zauważono, że tak jak z grafitu otrzymuje się grafen, tak z wielu innych kryształów można uzyskać warstwy grubości pojedynczych atomów. Udało się je wytworzyć m.in. dla chalkogenków metali przejściowych, czyli siarczków, selenków i tellurków. Szczególnie ciekawym materiałem okazały się warstwy dwusiarczku molibdenu (MoS2).

Związek ten występuje w naturze jako molibdenit, krystaliczny minerał często przyjmujący postać charakterystycznych sześciokątnych płytek o srebrzystym zabarwieniu. Molibdenit, który przypomina grafit i często bywał z nim mylony, znajduje się w skałach na całym świecie. Od lat stosowano go przy wytwarzaniu smarów i stopów metali. Podobnie jak w przypadku grafitu, własności jednoatomowych warstw MoS2 długo pozostawały niezauważone.

Z punktu widzenia zastosowań w elektronice, warstwowy dwusiarczek molibdenu ma istotną przewagę nad grafenem: charakteryzuje się obecnością tzw. przerwy energetycznej. Jej istnienie oznacza, że elektrony nie mogą przyjmować dowolnych energii i przykładając pole elektryczne materiał można przełączać między stanem, w którym przewodzi prąd, a stanem, w którym zachowuje się jak izolator.

Według szacunków, wyłączony tranzystor z dwusiarczku molibdenu zużywałby kilkaset tysięcy razy mniej energii niż tranzystor krzemowy. Grafen w ogóle nie ma przerwy energetycznej i zbudowanych z niego tranzystorów nie da się całkowicie wyłączyć.

Cennych informacji o strukturze krystalicznej i zachodzących w niej zjawiskach dostarcza analiza światła rozproszonego w materiale. - W przypadku materiałów warstwowych kształt linii ramanowskich tłumaczono do tej pory zjawiskami związanymi z pewnymi charakterystycznymi drganiami sieci krystalicznej. My wykazaliśmy, że w warstwowym dwusiarczku molibdenu efekty przypisywane tym drganiom muszą w rzeczywistości pochodzić, przynajmniej w części, od innych, dotychczas nieuwzględnianych drgań sieci - wyjaśnia doktorantka Katarzyna Gołasa.

Obecność drgań nowego typu w materiałach warstwowych ma wpływ na zachowanie elektronów. W konsekwencji materiały te muszą wykazywać nieco inne właściwości elektroniczne od dotychczas przewidywanych.

- Grafen był pierwszy. Jego unikatowe cechy wzbudzają spore, ciągle rosnące zainteresowanie, zarówno wśród naukowców, jak i ze strony przemysłu. Nie wolno jednak zapominać o innych materiałach warstwowych. Jeśli je dobrze poznamy, w wielu zastosowaniach mogą się okazać lepsze od grafenu - podsumowuje dr hab. Adam Babiński.

Opis odkrycia polskich naukowców, dokonanego we współpracy z Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses w Grenoble, ukazał się w czasopiśmie "Applied Physics Letters".

źródło: naukawpolsce.pap.pl
zdjęcie: FUW

Powiązane treści
Politechnika Łódzka wytwarza grafen o większej wytrzymałości
Nanorurki i grafen posłużą do budowy superkondensatorów
Samsung ogłosił odkrycie metody uzyskiwania grafenu na dużej powierzchni
Centrum grafenu w Warszawie
Na AGH powstaje nowy materiał na bazie grafenu
Pokrycie z grafenu może chronić i ogrzewać szyby
IBM buduje grafenowy procesor
Nano Carbon rozpocznie produkcję arkuszy grafenu na folii miedzianej
Zobacz więcej w kategorii: Gospodarka
Komponenty
Renesas stawia na bezpieczeństwo – zaawansowane systemy wideo nowej generacji dla motoryzacji
Produkcja elektroniki
Infineon wdraża produkcję na 200-mm podłożach SiC
Komunikacja
Zagłuszanie i spoofing nawigacji satelitarnej
Aktualności
DigiKey uruchamia nową serię wideo poświęconą zrównoważonemu rozwojowi
Zasilanie
Nowe wzmacniacze mocy GaAs firmy CML Micro dla urządzeń zasilanych bateryjnie
Aktualności
Ukończono budowę elektronicznej zapory na granicy polsko-białoruskiej
Zobacz więcej z tagiem: Artykuły
Targi zagraniczne
Międzynarodowa wystawa i warsztaty na temat kompatybilności elektromagnetycznej EMV 2025
Statyczne
Logowanie
Targi krajowe
Warsaw Industry Week 2025 - 9. edycja
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów