Молибденит превосходит кремний и графен

Исследователи нашли материал, который, по их словам, имеет очевидные преимущества перед традиционно использующимися в электронике кремнием и графеном. Минерал под названием молибденит (MoS2) часто встречается в природе и используется при изготовлении легированной стали, а также, благодаря его внешним и некоторым физическим характеристикам, в качестве добавки к смазке. Увы, этот материал не исследовался ранее для применения в электронике. Последние исследования показали, что молибденит является весьма эффективным полупроводником, что может позволить производство более миниатюрных и энергоэффективных транзисторов, компьютерных чипов и солнечных батарей.
Исследователи из Ecole Polytechnique Federale de Lausanne () утверждают, что главное преимущество молибденита перед кремнием – его плотность. Благодаря своей атомной структуре, представляющей собой слой атомов молибденита, находящийся между двумя слоями атомов серы, молибденит менее объемный, нежели кремний.
Молибденит превосходит кремний и графен

«Это двумерный материал, очень тонкий и простой в использовании применительно к области нанотехнологий. Он обладает реальным потенциалом в области изготовления очень маленьких транзисторов, светодиодов (LED) и солнечных батарей», рассказал профессор EFPL Андрас Кис. «В листе молибденита толщиной 0,65 нанометра электроны могут перемещаться так же легко, как в листе кремния двухнанометровой толщины», добавляет Кис, «В то же время сейчас невозможно изготовить лист кремния толщиной с монослой молибденита».
Более того, появляется возможность изготавливать транзисторы, которые потребляют в 100 000 раз меньше энергии в режиме ожидания, чем традиционные кремниевые транзисторы. Наличие в молибдените «запрещенной зоны» шириной 1,8 эВ делает его практически идеальным полупроводником.
Молибденит превосходит не только кремний, но и такой популярный материал, как графен. В полупроводниках, пространства, свободные от электронов, называются «запрещенными зонами». Если эта зона не является слишком маленькой или слишком большой, некоторые электроны могут перейти через нее. Таким образом, возможен более высокий уровень контроля за электрическим поведением материала. Существование «запрещенной зоны» в молибдените дает ему преимущество перед графеном, не имеющим подобной зоны и трудно воспроизводимого искусственно.
Исследование молибденита команды EFPL опубликовано в журнале .