Молибденит: новая альтернатива кремнию, лучшая чем графен
Посредством нового материала, изученного в Швейцарии и взявшего наименование молибденит, смогут быть созданы еще более миниатюрные и энергоэффективные электронные чипы.
30 января ученые из лаборатории наноразмерной структур и электроники политехнической школы в Лозанне (EFPL) разместили в издании Nature Nanotechnology изучение, показывающее, что данный материал имеет явные преимущества если сравнивать с классическими кремнием и графеном при применении его в электронике.
Открытие, сделанное в EFPL, может сыграть ключевую роль в области электроники, что разрешит создавать более энергоэффективные транзисторы значительно меньшего размера, чем на данный момент. Изучение продемонстрировало, что молибденит (либо MoS2) – это весьма действенный полупроводник. Данный минерал, что существует в изобилии в природе, довольно часто употребляется как элемент металлических сплавов либо в качестве добавки в смазочных материалах.
Но до сих пор не был изучен для применения в электронике.
«Это двумерный материал, тонкий и несложный в применении применительно к области нанотехнологий. Он владеет настоящим потенциалом в области изготовления весьма мелких транзисторов, светодиодов (LED) и солнечных батарей», — поведал доктор наук EFPL Андрас Кис, что не без помощи сотрудников по лаборатории проделал громадную работу и осуществил это изучение.
Он сравнивает преимущества молибденита с кремнием, что на данный момент есть главным компонентом, применяемым в производстве электронных и компьютерных чипов, и графеном, открытым в 2004 году двумя физиками Университета Манчестера – Андре Константином и Геймом Новоселовым, за что были удостоены Нобелевской премии в области физики в 2010 году.
«Одним из преимуществ молибденита есть то, что он менее объемный чем кремний, что есть трехмерным материалом. В странице молибденита толщиной 0,65 нанометра электроны смогут перемещаться так же легко, как в странице кремния двухнанометровой толщины», — растолковывает Кис. «Одновременно с этим на данный момент нереально изготовить лист кремния толщиной с монослой молибденита».
Еще одно преимущество нового материала – возможность изготавливать транзисторы, каковые потребляют в 100 000 раз меньше энергии в режиме ожидания, чем классические кремниевые транзисторы. Наличие в молибдените «запрещенной территории» (gap) шириной 1,8 эВ делает его фактически совершенным полупроводником.
Зонная теория в физике жёсткого тела – это квантомеханическая теория перемещения электронов в разных материалах. В полупроводниках, пространства, свободные от электронов, именуются «запрещенными территориями». В случае если эта территория не есть через чур маленькой либо через чур большой, кое-какие электроны смогут перейти через нее.
Так, вероятен более большой уровень контроля за электрическим поведением материала.
Существование «запрещенной территории» в молибдените дает ему преимущество перед графеном. Данный «полуметалл», разглядываемый на данный момент многими учеными как материал будущего, не имеет таких территорий, и их весьма тяжело воспроизвести неестественным образом.