بهبود خواص الکترونیکی تک لایه دی‌سولفید مولیبدن

پژوهشگران IBM می‌گویند تک لایه‌های دی‌سولفید مولیبدن که یک ماده دو بعدی بسیار مهم در صنعت الکترونیک است، می‌تواند مقادیر زیادی نقص ساختاری برای به دام انداختن بار داشته باشد. این نقص‌ها می‌تواند خواص الکترونیکی دی‌سولفید مولیبدن را تغییر دهد.

تک لایه دی‌سولفید مولیبدن یک ماده نیمه‌هادی با باندگپ مستقیم 8/1 الکترون ولتی است که می‌تواند باندگپ بهتری نسبت به سیلیکون داشته باشد، بنابراین امکان بهبود کارایی ادوات فتوولتائیک با دی‌سولفید مولیبدن وجود دارد. دی‌سولفید مولیبدن می‌تواند رقیبی سرسخت برای گرافن در ساخت ادوات الکترونیکی باشد.
باندگپ مستقیم برای ساخت ادواتی نظیر دیودهای نشر نوری، پیل‌های خورشیدی و شناساگرهای نوری بسیار مهم هستند. به‌طور کلی دستگاه‌هایی که از مواد با باندگپ مستقیم ساخته شده‌اند کارایی بالاتری نسبت به همتایان خود که باندگپ غیرمستقیم دارد، دارند.
دی‌سولفید مولیبدن دارای انتقال بار بسیار بالایی در حد 100 تا 500 cm2/Vsبوده که نسبت به سیلیکون شرایط بسیار بهتری دارد. علاوه‌بر این جاذبه بسیار ضعیفی میان دو ورق دی‌سولفید مولیبدن وجود دارد که این موجب انطباق‌پذیری مناسب این ماده با زیرلایه‌های مختلف می‌شود. در کنار این ویژگی‌ها ضخامت هر لایه دی‌سولفید مولیبدن 65/0 نانومتر است که این موجب می‌شود تا دستگاه‌های ساخته شده از این ماده دارای اثر کانال کوتاه اندکی باشند بنابراین ترانزیستورهای ساخته شده از دی‌سولفید مولیبدن می‌تواند بسیار نازک باشد.
اخیرا یک گروه تحقیقاتی از IBM نشان دادند که نمی‌توان از مزایای دی‌سولفید مولیبدن به این سادگی استفاده کرد. این ماده دارای نقایص ساختاری متعددی بوده که موجب زوال برخی خواص دی‌سولفید مولیبدن می‌شود. بنابراین اگر بخواهیم از این ماده استفاده کنیم باید کیفیت آن را بهبود داد.
این گروه تحقیقاتی با استفاده از یک باتری و مطالعه هدایت الکتریکی دی‌سولفید مولیبدن به این نتایج رسیدند. معمولا نقص‌‌ها در مطالعات الکتریکی خیلی جدی گرفته نمی‌شوند، طی یک دهه گذشته محققان به دنبال کاهش به دام افتادن حاملین بار در مواد نیمه‌هادی بوده‌اند تا عملکرد ادوات سیلیکونی را بهبود دهند. نتایج این پروژه نشان داد که در مورد دی‌سولفید مولیبدن باید این نقص‌ها مدیریت شوند تا خواص الکترونیکی این ماده بهبود یابد.
نتایج این پژوهش که با همکاری محققان دانشگاه سینگهوا، دانشگاه یال و موسسه فناوری ماساچوست انجام شده در قالب مقاله‌ای در نشریه Nature Communications به چاپ رسیده است.