Двумерный дисульфид молибдена
| 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
Механическое расщепление кристаллов молибденита остаётся основным методом получение двумерных кристаллов. Впервые тонкие плёнки были получены в университете Манчестера[3].
Транзисторы
В 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 стока-истока[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].