science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Superzuren zijn een goed medicijn voor superdunne halfgeleiders

(Top) Afbeelding toont een 2-D molybdeendisulfide (MoS2) halfgeleider met structurele defecten zoals ontbrekende oppervlakte-atomen. (Onder) Het behandelen van de 2-D halfgeleider met een superzuur geneest structurele defecten en verbetert de elektronische prestaties van het materiaal.

Het ontwerpen van draagbare sensoren of andere apparaten vraagt ​​om robuuste, flexibele elektronica. Extreem dunne films, slechts één atoom dik, zoals molybdeendisulfide (MoS2), belofte houden. Om deze materialen op de markt te brengen, is synthese met een groot oppervlak nodig. Maar de huidige dunne films worden geplaagd door structurele defecten. Deze defecten verslechteren de prestaties van het apparaat. Wetenschappers van de New York University en het Center for Functional Nanomaterials hebben een superzuurbehandeling geïmplementeerd voor het genezen van defecten in dunne MoS2-films. Ze toonden aan dat deze eenvoudige chemische behandeling compatibel is met de fabricage van elektronische apparaten. Ook, het proces verhoogt de prestaties van het apparaat door de dichtheid van defecten in het materiaal te verminderen.

Draagbare computers zijn een opkomende trend. Om op deze trend in te spelen, industrie heeft mechanisch flexibele apparaten nodig. Dunne films kunnen energiezuinige en snelle apparaten mogelijk maken. Dit werk is een essentiële stap in de richting van het realiseren van draagbare apparaten.

De atomair dunne aard van gelaagde 2D-halfgeleiders geeft aanleiding tot een scala aan unieke fysische eigenschappen, die vaak niet bestaan ​​in traditionele bulkhalfgeleiders zoals silicium. Deze fysieke eigenschappen kunnen een nieuwe familie van apparaten mogelijk maken, van sensoren tot logische schakelaars, die superieure prestaties leveren in vergelijking met hun conventionele tegenhangers. Het op grote schaal produceren van defectvrije 2D-materialen ondersteunt de vertaling van fundamentele wetenschappelijke studies naar echte producten. Echter, synthetische 2D-materialen worden geplaagd door grote aantallen defecten die veel van hun nuttige eigenschappen onderdrukken. In de voortdurende zoektocht naar grote defectvrije 2D-halfgeleiders, wetenschappers van de New York University hebben aangetoond dat een behandeling met superzuur de prestaties verbetert van apparaten gemaakt van monolaag 2-D MoS2. In samenwerking met wetenschappers van het Centrum voor Functionele Nanomaterialen, ze gebruikten een geavanceerde materiaalkarakteriseringstechniek, genaamd Nano-Auger, om de structuur van 2-D MoS2 op atomaire schaal te bestuderen. Ze ontdekten dat de superzuurbehandeling vooral effectief is bij het genezen van defecten in de regio's van MoS2 waar zwavelatomen ontbreken.

Deze bevindingen zijn belangrijke stappen in de richting van het realiseren van hoogwaardige apparaten van synthetische 2D-halfgeleiders.