Att göra snabbare, Kraftfullare elektronik kräver mindre men fortfarande enhetliga anslutningar, eller korsningar, mellan olika material. För första gången, forskare skapade extremt små, 5 nanometer breda korsningar, som gjordes i ett specifikt mönster med två olika plana, eller platt, halvledare. Den enkla processen att skapa dessa tvådimensionella kopplingar involverade selektiv exponering av halvledaren för laserförångat material och kunde utvidgas till andra system.

Styrbart skapande av mönstrade halvledarövergångar i tunna plana material kan möjliggöra ultratunn mikroelektronik för många applikationer som i smartphones, nästa generations solceller, och belysning.

Kopplingar av tvådimensionella (2D) halvledare kan möjliggöra nästa generations solceller, belysning, och elektronik. Till exempel, nuvarande elektronik förlitar sig på 10 nanometer breda kopplingar mellan olika halvledare i tredimensionella (3D) kristaller. Kontrollerbara syntetiska metoder behövs för att skapa smala korsningar mellan olika 2D-material. Nu, forskare vid Oak Ridge National Laboratory har utvecklat en process för att skapa dessa kopplingar mellan olika 2D-halvledare i godtyckliga mönster med hjälp av standardtekniker för elektronstrålelitografi.

Enkla lager av molybdendiselenid (MoSe2) kristaller mindre än en nanometer tjocka mönstrades först med en kiseloxidmask och exponerades sedan för laserförångat svavel. Svavelatomerna ersatte selenatomerna i de exponerade områdena, selektivt omvandla MoSe2 till molybdendisulfid (MoS2). Kemisk kartläggning med Raman-spektroskopi bekräftade att den kemiska omvandlingen var enhetlig. Elektronmikroskopi med atomupplösning avslöjade att förbindelserna mellan de olika halvledarna endast var 5 nanometer breda. Att mönstra sådana skarpa korsningar kan underlätta en rad ultratunna enheter från flexibel hemelektronik till effektivare solceller.