| Двумерный дисульфид молибдена | |
|---|---|
| |
| Общие | |
| Наименование | Двумерный дисульфид молибдена |
| Традиционные названия | Монослой молибденита |
| Методы получения | Механическое расщепление |
| Структура | |
| Кристаллическая структура | Гексагональная решётка[1] |
| Постоянная решётки | 0,316 нм[1] |
| Химические свойства | |
| Химическая формула | MonS2n[1] |
| Электронные свойства | |
| Эффективная масса электронов | 0,64 me[1] |
| Эффективная масса дырок | 0,48 me[1] |
| Зонная структура | |
| Проводящие свойства | Полупроводник[1] |
| Ширина запрещённой зоны | 1.8 эВ[1] |
Двумерный дисульфид молибдена — монослой молибденита отсоединённый от объёмного кристалла. Слой молибдена формирует гексагональную решётку аналогичную графеновой, а атомы серы расположены по обе стороны от слоя молибдена также формируя гексагональные решётки. Кристалл относится к классу халькогенидов переходных металлов формирующих многочисленную группу двумерных кристаллов. Один из двух халькогенидов переходных металлов (WS2), которые можно получить из природных минералов. Двумерный дисульфид молибдена в отличие от трёхмерного кристалла — прямозонный полупроводник. В отличие от графена, наличие запрещённой зоны позволяет рассматривать двумерный дисульфид молибдена как потенциальную замену кремния в электронике[2].
Получение
правитьМеханическое расщепление кристаллов молибденита остаётся основным методом получение двумерных кристаллов. Впервые тонкие плёнки были получены в университете Манчестера[3].
Транзисторы
правитьВ 2011 году исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны сообщили о создании транзистора на основе монослойного дисульфида молибдена с подвижностью носителей около 200 см2В-1с-1 при комнатной температуре. В качестве диэлектрического слоя использовался диоксид гафния[1]. Этой подвижности оказалось достаточно для создания простейших интегральных схем транзисторной логики[4].
На основе гетероперехода германий дисульфид молибдена был реализован туннельный транзистор, обратная подпороговая крутизна у которого меньше (в два раза) теоретической для полевых транзисторов в современных интегральных микросхемах. Данный параметр, который при комнатной температуре равен 60 мВ/декаду, определяет скорость переключения транзистора и энергопотребление, возможность работать при меньших напряжениях на затворе и стоке-истоке[5].
В 2019 году в Техническом университете гор. Вены были получены образцы полевых транзисторов с каналом из двумерного MoS2, изолированным тонким слоем кристаллического фторида кальция (CaF2) от играющей роль затвора кремниевой пластины (англ. backgate-конфигурация)[6].
Примечания
править- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Radisavljevic, 2011.
- ↑ Radisavljevic B. et. al. Однослойные MoS2 транзисторы = Single-layer MoS2 transistors // Nature Nanotechnology. — 2011. — Т. 6. — С. 147—150. — doi:10.1038/nnano.2010.279. — . — PMID 21278752.
- ↑ Novoselov K. S., Jiang D., Booth T., Khotkevich V. V., Morozov S. M., Geim A. K. Двумерные атомные кристаллы = Two-dimensional atomic crystals // PNAS. — 2005. — Т. 102. — С. 10451. — doi:10.1073/pnas.0502848102. — arXiv:cond-mat/0503533. Архивировано 3 декабря 2015 года.
- ↑ Wang H. et. al. Интегральные схемы на основе двухслойного MoS2 = Integrated Circuits Based on Bilayer MoS2 Transistors // Nano Letters. — 2012. — Т. 12. — С. —. — doi:10.1021/nl302015v. — arXiv:1208.1078. Архивировано 13 марта 2015 года.
- ↑ Sarkar D. et. al. Субтермоэмиссионный туннельный полевой транзистор с каналом атомарной толщины = A subthermionic tunnel field-effect transistor with an atomically thin channel // Nature. — 2015. — Т. 526. — С. 91—95. — doi:10.1038/nature15387. Архивировано 19 января 2016 года.
- ↑ Ultradünne Isolatoren ebnen Weg zu weiterer Miniaturisierung bei Mikrochips. DerStandard (28 июля 2019). Дата обращения: 13 декабря 2020. Архивировано 28 февраля 2020 года.