(Överst) Illustrationen visar en 2-D molybdendisulfid (MoS2) halvledare med strukturella defekter som saknade ytatomer. (Längst ned) Behandling av 2D-halvledaren med en supersyra läker strukturella defekter och förbättrar materialets elektroniska prestanda.
Att designa bärbara sensorer eller andra enheter kräver robusta, flexibel elektronik. Extremt tunna filmer, bara en atom tjock, såsom molybdendisulfid (MoS2), hålla ett löfte. Storareasyntes av dessa material krävs för deras kommersialisering. Men dagens tunna filmer plågas av strukturella defekter. Dessa defekter försämrar enhetens prestanda. Forskare vid New York University och Center for Functional Nanomaterials har implementerat en supersyrabehandling för att läka defekter i tunna MoS2-filmer. De visade att denna enkla kemiska behandling är kompatibel med tillverkning av elektroniska enheter. Också, processen ökar enhetens prestanda genom att minska tätheten av defekter i materialet.
Bärbara datorer är en framväxande trend. För att dra nytta av denna trend, industrin behöver mekaniskt flexibla anordningar. Tunna filmer kan möjliggöra energieffektiva och höghastighetsenheter. Detta arbete är ett viktigt steg mot att förverkliga bärbara enheter.
Den atomärt tunna naturen hos skiktade 2D-halvledare ger upphov till ett spektrum av unika fysikaliska egenskaper, som ofta inte finns i traditionella bulkhalvledare som kisel. Dessa fysiska egenskaper kan möjliggöra en ny familj av enheter, från sensorer till logiska omkopplare, som har överlägsen prestanda jämfört med sina konventionella motsvarigheter. Att producera defektfria 2D-material i stor skala underbygger översättningen av grundläggande vetenskapliga studier till verkliga produkter. Dock, syntetiska 2D-material plågas av ett stort antal defekter som undertrycker många av deras användbara egenskaper. I den pågående strävan att uppnå stora defektfria 2D-halvledare, forskare vid New York University har visat att en supersyrabehandling ökar prestandan hos enheter gjorda av monolager 2-D MoS2. I samarbete med forskare vid Centrum för funktionella nanomaterial, de använde en avancerad materialkarakteriseringsteknik, kallas Nano-Auger, att studera strukturen av 2-D MoS2 på atomär skala. De upptäckte att supersyrabehandlingen mestadels är effektiv för att läka defekter i de regioner av MoS2 som saknar svavelatomer.
Dessa fynd är viktiga steg mot att förverkliga högpresterande enheter från syntetiska 2D-halvledare.
