Pracovníci | Publikácie | Späť
Dvojrozmerné (2D) materiály sú v súčasnosti jednou z najintenzívnejšie skúmaných skupín materiálov vo fyzike tuhých látok. Ich charakteristickou črtou je vrstevnatá štruktúra, v ktorej sú atómy v rámci jednej vrstvy kovalentne (alebo iónovo) viazané, zatiaľ čo susedné vrstvy interagujú len cez relatívne slabé medzivrstvové sily. Najznámejším 2D materiálom je grafén – jediná vrstva uhlíkových atómov usporiadaných do šesťuholníkovej mriežky. Objav grafénu vzbudil obrovský záujem o výskum ďalších 2D kryštálov, medzi ktoré patria aj dichalkogenidy prechodových kovov (TMDC).
V rámci TMDC existuje široká paleta materiálov (podľa použitého prechodového kovu a chalkogénu), ktoré pokrývajú celé spektrum elektrických vlastností – od izolátorov, cez polovodiče až po kovy. Okrem toho u nich boli objavené aj zaujímavé kvantové stavy, napríklad supravodivosť či vlny nábojovej hustoty. Z hľadiska modernej fyziky sú mimoriadne atraktívne ich topologické vlastnosti: v pásovej štruktúre týchto materiálov sa totiž môžu nachádzať Diracove a Weylove body alebo povrchové stavy, čo vedie k tzv. „exotickým“ javom, ako je napríklad vznik topologických izolantov. Navyše, silná spin-orbitálna väzba niektorých TMDC umožňuje pozorovať napr. (anomálny) spinový Hallov jav.
Na Elektrotechnickom ústave SAV, v. v. i. sa problematike 2D materiálov venujeme spoločne s kolegami z oddelenia Mikroelektroniky a senzoriky. V posledných rokoch sme zdokonalili metodiku rastu tenkých vrstiev viacerých TMDC, najmä MoS2, WS2, PtSe2, a aktuálne pracujeme aj s teluridmi, ako sú MoTe2, WTe2 či PtTe2. Cieľom nášho výskumu je pochopiť vzťah medzi podmienkami syntézy a výslednými fyzikálnymi i štruktúrnymi vlastnosťami týchto vrstiev. Na dosiahnutie tohto cieľa používame celý rad analytických techník, napríklad Ramanovu spektroskopiu, röntgenovú difrakciu (vrátane GIWAXS pri malých uhlových náklonoch), zobrazovacie a skenovacie metódy (SEM, TEM, AFM) či optickú spektroskopiu. Týmto spôsobom môžeme detailne skúmať, ako rôzne syntetické podmienky ovplyvňujú výslednú štruktúru i jedinečné elektronické vlastnosti TMDC vrstiev.
Vybrané publikácie:
- Hrdá, J., Moško, M., Píš, I., Vojteková, T., Pribusová Slušná, L., Hutár, P., Precner, M., Dobročka, E., Španková, M., Hulman, M., Chromik, Š., Šiffalovič, P., Bondino, F., and Sojková, M.: Investigating structural, optical, and electron-transport properties of lithium intercalated few-layer MoS2 films: Unraveling the influence of disorder, Applied Phys. Lett. 124 (2024) 123101.
- Pribusová Slušná, L., Vegso, K., Dobročka, E., Vojteková, T., Nádaždy, P., Halahovets, Y., Sojková, M., Hrdá, J., Precner, M., Šiffalovič, P., Chen, Z., Huang, Y., Ražnjević, S., Zhang, Z., and Hulman, M.: Ordered growth of hexagonal and monoclinic phases of MoTe2 on a sapphire substrate, CrystEngComm 25 (2023) 5706-5713.
- Hofer, Ch., Mustonen, K., Skákalová, V., and Pennycook, T.J.: Picometer-precision few-tilt ptychotomography of 2D materials, 2D Mater. 10 (2023) 035029.
- Sojková, M., Píš, I., Hrdá, J., Vojteková, T., Pribusová Slušná, L., Vegso, K., Šiffalovič, P., Nádaždy, P., Dobročka, E., Krbal, M., Fons, P.J., Munnik, F., Magnano, E., Hulman, M., and Bondino, F.: Lithium-induced reorientation of few-layer MoS2 films, Chem. Mater. 35 (2023) 6246-6257.
- Vojteková, T., Pribusová Slušná, L., Dobročka, E., Precner, M., Sojková, M., Hrdá, J., Gregor, M., and Hulman, M.: Fourier-transform infrared spectroscopy of MoTe2 thin films, Phys. Status Solidi B 260 (2023) 2300250.
- Vegso, K., Shaji, A., Sojková, M., Pribusová Slušná, L., Vojteková, T., Hrdá, J., Halahovets, Y., Hulman, M., Jergel, M., Majková, E., Wiesmann, J., and Šiffalovič, P.: A wide-angle X-ray scattering laboratory setup for tracking phase changes of thin films in a chemical vapor deposition chamber, Rev. Sci Instrum. 93 (2022) 113909
- Shaji, A., Vegso, K., Sojková, M., Hulman, M., Nádaždy, P., Halahovets, Y., Pribusová Slušná, L., Vojteková, T., Hrdá, J., Jergel, M., Majková, E., Wiesmann, J., and Šiffalovič, P.: Stepwise sulfurization of MoO3 to MoS2 thin films studied by real-time X-ray scattering, Applied Surface Sci 606 (2022) 154772.