Met molybdeniet zouden kleinere en energiezuinigere elektronische chips gemaakt kunnen worden. In een artikel dat op 30 januari online in het tijdschrift verschijnt Natuur Nanotechnologie , EPFL's Laboratory of Nanoscale Electronics and Structures (LANES) publiceert een onderzoek waaruit blijkt dat dit materiaal duidelijke voordelen heeft ten opzichte van traditioneel silicium of grafeen voor gebruik in elektronische toepassingen.

Een ontdekking bij EPFL zou een belangrijke rol kunnen spelen in de elektronica, waardoor we transistors kunnen maken die kleiner en energiezuiniger zijn. Onderzoek uitgevoerd in het Laboratory of Nanoscale Electronics and Structures (LANES) heeft aangetoond dat molybdeniet, of MoS ₂ , is een zeer effectieve halfgeleider. Dit mineraal, die overvloedig aanwezig is in de natuur, wordt vaak gebruikt als element in staallegeringen of als additief in smeermiddelen. Maar het was nog niet uitgebreid onderzocht voor gebruik in de elektronica.

100, 000 keer minder energie

"Het is een tweedimensionaal materiaal, zeer dun en gemakkelijk te gebruiken in nanotechnologie. Het heeft echt potentieel bij de fabricage van zeer kleine transistors, light-emitting diodes (LED's) en zonnecellen, " zegt EPFL-professor Andras Kis, wiens LANES-collega's M. Radisavljevic, Prof. Radenovic en M. Brivio werkten met hem samen aan het onderzoek. Hij vergelijkt de voordelen met twee andere materialen:silicium, momenteel het belangrijkste onderdeel dat wordt gebruikt in elektronische en computerchips, en grafeen, wiens ontdekking in 2004 de natuurkundigen Andre Geim en Konstantin Novoselov van de Universiteit van Manchester in 2010 de Nobelprijs voor Natuurkunde opleverde.

Een van de voordelen van molybdeniet is dat het minder volumineus is dan silicium, wat een driedimensionaal materiaal is. "In een 0,65 nanometer dik vel MoS ₂ , de elektronen kunnen net zo gemakkelijk bewegen als in een 2 nanometer dikke laag silicium, " legt Kis uit. "Maar het is momenteel niet mogelijk om een ​​laag silicium te fabriceren die zo dun is als een monolaag van MoS ₂ ." Een ander voordeel van molybdeniet is dat het kan worden gebruikt om transistors te maken die 100 verbruiken, 000 keer minder energie in stand-by dan traditionele siliciumtransistors. Een halfgeleider met een "gap" moet worden gebruikt om een ​​transistor aan en uit te zetten, en de 1.8 elektron-volt kloof van molybdeniet is ideaal voor dit doel.

Beter dan grafeen

In de vastestoffysica, bandentheorie is een manier om de energie van elektronen in een bepaald materiaal weer te geven. Bij halfgeleiders, Tussen deze banden bestaan ​​elektronenvrije ruimtes, de zogenaamde "bandgaps". Als de opening niet te klein of te groot is, bepaalde elektronen kunnen over de opening springen. Het biedt dus een grotere mate van controle over het elektrische gedrag van het materiaal, die gemakkelijk kan worden in- en uitgeschakeld.

Het bestaan ​​van deze kloof in molybdeniet geeft het ook een voordeel ten opzichte van grafeen. Tegenwoordig door veel wetenschappers beschouwd als het elektronische materiaal van de toekomst, het "semi-metaal" grafeen heeft geen opening, en het is erg moeilijk om er een kunstmatig in het materiaal te reproduceren.