Будущее электроники: молибденит — материал, превосходящий своими свойствами кремний и графен
Как говорится, все новое – прекрасно забытое старое. Еще во времена начала эры радиотехники для изготовления несложных детекторов употреблялся молибденит, полупроводниковый материал естественного происхождения. Той поры прошло большое количество времени, и молибденит был вытеснен из области полупроводниковой техники кремнием и германием. Его использование ограничивалось лишь в качестве легирующей добавки при варке присадки и стали к смазочным материалам.
Но, на данный момент ученые, вооруженные самым современным исследовательским оборудованием, которое предоставляет им широчайшие возможности, снова обратили на данный, незаслуженно забытый материал, внимание. Последние изучения электрических и полупроводниковых особенностей молибденита (MoS2) продемонстрировали, что в случае если применять целый его потенциал в данной области, то он легко сможет превзойти кремний а также графен, которому пророчат громадное будущее.
Швейцарские исследователи из Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) нашли, что самым главным преимуществом молибденита если сравнивать с кремнием есть толщина молекулярного страницы этого материала. Лист молибденита складывается из слоя атомов молибдена, окруженного с двух сторон слоями атомов серы. «Такая узкая структура материала делает его весьма перспективным и удобным для применения в регионах нанотехнологий и электроники.
У молибденита имеется громадный потенциал для того, что бы на его базе возможно было изготовить весьма мелкие и действенные транзисторы, панели и светодиоды солнечных батарей» – говорит Андраш Кис (Andras Kis), доктор наук из EPFL. – «Лист молибденита, толщиной 0.65 нанометра, может пропустить через себя такой же поток электронов, как и кремний, толщиной 2 нанометра. Но новейшие технологии не разрешают взять страницы из кремния толщиной 2 нанометра».
Кроме этого, электронам для преодоления потенциального барьера полупроводника из молибденита требуется энергия всего в 1.8 электронвольт. Исходя из этого при выключении и включении такие транзисторы будут рассеивать в 100 тысяч раз меньше энергии, чем их кремниевые аналоги.
Кроме того свойства графена, этого самого перспективного с позиций многих ученых материала, меркнут перед особенностями молибденита. Как мы знаем, в полупроводниках существует так называемая запрещенная территория, благодаря наличию которой эти материалы и владеют полупроводниковыми качествами. Молибденит так же имеет запрещенную территорию, наряду с этим с маленьким энергетическим потенциалом, что дает ему явное преимущество перед графеном, что не имеет запрещенной территории и ее неестественное создание есть достаточно непростой проблемой.
Изучения ученых EPFL, демонстрирующие потенциал молибденита для применения в электронной технике и полупроводниках, размещены в издании Nanotechnology Nature.