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二硫化钼的发展历程

编辑:靠谱的买球平台时间:2019-12-17

  虽然石墨烯有着许多令人眼花缭乱的长处,但它也有缺陷,尤其是不能充任半导体——这是微电子的柱石。化学家和资料学家正在努力跳过石墨烯,寻觅其他的资料。他们正在组成其他两种兼具柔韧性和透明度,并且拥有石墨烯无法企及的电子特性的二维片状资料,二硫化钼便是其间一种。

  二硫化钼于2008年组成,是叫作过渡金属二硫化物资料(TMDs)大家族的成员之一。这个显得有点“花哨”的姓名代表了它们的结构:一个过渡金属原子(即钼原子)和一对包括硫元素、硒元素在内的来自元素周期表第16列的原子(该元素家族以氧族元素著称)。

  让电子制造者惊喜的是,一切TMDs均是半导体。它们和石墨烯的薄度近乎相同(在二硫化钼中,两层硫原子把一层钼原子像“三明治”那样夹在中心),可是它们却有其他长处。就二硫化钼而言,长处之一是电子在平面薄片中的运转速度,即电子搬迁率。二硫化钼的电子搬迁速率大约是100cm2/vs(即每平方厘米每伏秒通过100个电子),这远低于晶体硅的电子搬迁速率1400 cm2/vs,可是比非晶硅和其他超薄半导体的搬迁速度更好,科学家正在研究这些资料,使其用于未来电子产品,如柔性显示屏和其他可以灵敏伸展的电子产品。

  研究表明,二硫化钼还极易制造,即便是制造大片的二维资料。这让工程师能以非常快的速度检测它们在电子产品中的功能。例如,2011年,由瑞士联邦理工学院的Andras Kis带领的研究团队在《天然—纳米技术》发表文章称,他们用仅有0.65纳米厚的二硫化钼单层薄片制造出首批晶体管。成果证明,那些产品以及随后的产品比技术更先进的以硅为基础的同类产品具有其他共同属性。

  除此之外,二硫化钼还有其他令人神往的特性,即直接带隙,这一特性使该资料把电子转变成光子,反之亦然。这个特性也让二硫化钼成为光学设备中选用的优质候选目标,这些设备诸如光发射器、激光、光电探测器,乃至还包括太阳能电池。一些科学家表示,这种资料还具有储量丰富、价格低廉、无毒性等特点

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