ماده دوبعدی دی سولفید مولیبدن

دی سولفید مولیبدن

پیشرفت‌های فناوری منجر به نیاز بالایی برای مواد کاربردی نوین شده است که راحت بتوان آن‌ها را سنتز، فرآیند و تولید کرد. از چند دهه قبل، توسعه مواد با ویژگی‌ها و خواص مطلوب چالش اصلی‌ای بوده است. نانوتکنولوژی امکان تغییر ساختار و شکل مواد به سطح اتمی را فراهم کرده تا یک طیف گسترده از ویژگی‌ها به دست آید. تنظیم ویژگی‌های نوری، شیمیایی، الکتریکی و الکترونیکی، برنامه‌هایی در زمینه‌های مهمی مانند فوتوالکترونیک، مکانیکی و غیره را تضمین می‌کند.

نانولوله‌های کربن (CNTs) در دهه گذشته به عنوان یک گزینه بالقوه برای الکترونیک و سایر بخش‌های مختلف مورد توجه قرار گرفت. با این حال، نمی‌تواند بین فازهای نیمه‌رسانا و فلزی تفاوت قاطعی ایجاد کند. این محدودیت منجر به جذب توجه قابل توجهی و توسعه یک خانواده مواد دو بعدی شامل گرافن، سیلیکون هگزاگونال دو بعدی، نیترید بور هگزاگونال ، دیکالکوژنیدهای فلزی-انتقالی، فسفرسیاه ، و اکسید روی دو بعدی و غیره شد. مواد دو بعدی (2D) به عنوان یک کلاس منحصر به فرد از مواد با ویژگی‌های مغناطیسی و کاربردهایی در زمینه‌هایی نظیر سنسورها، نانوالکترونیک و فوتونیک ظاهر شده‌اند.  MoS₂ دی سولفید مولیبدن در خانواده دیکالکوژنیدهای فلزی-انتقالی به عنوان یک ماده نیمه‌رسانا درحال جلب توجه است. به دلیل ویژگی‌های الکتریکی عالی و هندسه اتمی باریکش، به تازگی به عنوان یک ماده جالب برای کاربرد در الکترونیک آینده ظاهر شده است MoS₂ . دی سولفید مولیبدن ویژگی‌های فیزیکی و دیگر ویژگی‌های منحصر به فردی مانند عدم وجود اتصالات آویزان، درجه آزادی اولیه، و عدم تقارن معکوس دارد؛ بنابراین، این یک گزینه جدید برای دستگاه‌های کم مصرف و با عملکرد بالا است. با توجه به اینکه عمل ترانزیستور محدود به یک لایه اتمی است، ترانزیستورهای دو بعدی به طور فوق‌العاده‌ای برای برنامه‌های فرکانس بالا مطلوب هستند. این امر کنترل دروازه برتر و یک طیف گسترده از فرکانس‌های لازم برای سیستم‌های ارتباطی با پهنای باند بالا و دستگاه‌های حسگر بسیار حساس را فراهم می‌کند. وقتی به تغییر ویژگی‌های الکتریکی مواد دو بعدی می‌پردازیم، امکانات بی‌پایانی وجود دارد.

مهندسی گاف انرژی در نتیجه تغییر تعداد لایه‌ها در مواد خاص ممکن است انجام شود. نقص‌ها تأثیر قابل توجهی در مواد دوبعدی نسبت به مواد سه بعدی دارند، زیرا بعد سومی برای عمل به عنوان یک جز ایستایی وجود ندارد. نقص‌ها به عنوان نقاط پراکندگی عمل کرده و منتقل‌سازی الکترون را کاهش می‌دهند. نقاط نقص می‌توانند تأثیر قابل توجهی بر ویژگی‌های الکتریکی داشته باشند و به طور پتانسیلی تلاش‌اوری را به سیستم ایجاد کنند. در دمای ۳۰۰ کلوین تا ۵۷۷۲ کلوین، گاف انرژی مواد سه‌بعدی نسبتاً پایدار است و می‌تواند با تابش فروسرخ هماهنگ شود. پاسخ خوب فروسرخ تنها زمانی ممکن است که مواد دوبعدی به ضخامت خاصی برسند و جذب قوی داشته باشند. در عرصه نظامی، هواپیمایی، ارتباطات و زمینه‌های دیگر، آشکارسازهای فروسرخ برپایه مواد حجیم سه‌بعدی مانند Si، HgCdTe  و InGaAs به طور گسترده استفاده شده‌اند. مقایسه‌ای با مواد دو بعدی نشان داده است که ضخامت جذب نور مواد سه‌بعدی می‌تواند به ۱ میکرومتر یا بیشتر برسد که نزدیک‌تر به باند موج تابش فروسرخ است و مناسب‌تر برای جذب است. با وجود ویژگی‌های ضعیف جذب نور و تقویت نور مواد دوبعدی، آن‌ها دارای نیروهای واندروالس هستند، تحت تأثیر تراکم‌های تصادفی یا هم‌پوشانی گریته نمی‌شوند و می‌توانند به انواع مختلفی ساخته شوند. مواد سه‌بعدی گرانبها هستند و دارای نقص‌های سطح، تکنولوژی آن‌ها توسعه یافته است و می‌توانند مقادیر زیادی از نور را جذب کنند. انتظار می‌رود سیستم سه بعدی/دوبعدی تشخیص باند پهن از فرابنفش عمیق تا تراهرتز را به دست آورد.