Príprava veľkoplošných MoS₂ vrstiev otvára nové možnosti v elektronike

Dvojdimenzionálny (2D) disulfid molybdénu (MoS₂) priťahuje širokú pozornosť vedeckej komunity vďaka svojim jedinečným elektronickým, mechanickým a optickým vlastnostiam. Jedná sa o materiál zložený z niekoľkých atomárnych vrstiev MoS₂ spojených van der Waalsovými väzbami.

Na Oddelení mikroelektroniky a senzoriky sme pripravili vysoko kvalitné vrstvy MoS₂ s hrúbkou 2 až 5 monovrstiev na zafírových a GaN/zafírových podložkách pomocou pulznej laserovej depozície (PLD). GaN je polovodič s veľkou šírkou zakázaného pásu, a je ideálny materiál na výrobu vysokofrekvenčných tranzistorov a výkonových spínacích, ako aj optoelektronických zariadení. Využitím rtg difrakčnej analýzy sme podrobne skúmali orientovaný rast MoS₂ vrstiev vzhľadom k použitým podložkám, keďže v literatúre je len málo dostupných údajov o ich štruktúrnych vlastnostiach získaných z tzv. recipročných máp zaznamenaných v blízkosti jednotlivých MoS₂ difrakcií. Vrstvy MoS₂ pripravované na veľkoplošné podložky vykazujú vysokú kryštalickú kvalitu a homogenitu hrúbky. Z vyšetrovania elektrických vlastností vrstiev narastených na izolačné zafírové podložky sme získali kľúčové fyzikálne parametre, ako je ionizačná energia donorov, a poskytli sme pohľad na limitujúce mechanizmy pohyblivosti nosičov. Pokiaľ je nám známe, tento typ výskumu v prípade PLD metódou pripravovaných MoS₂ vrstiev nebol doteraz zaznamenaný.

Výsledky môžu byť užitočné na porovnanie elektrickej kvality MoS₂ vrstiev deponovaných využitím PLD v porovnaní s MoS₂ vyrobenými alternatívnymi metódami.

Schematické znázornenie vzťahu orientácie medzi c-zafírom, GaN a MoS₂ a ϕ -skeny rovín  MoS₂.

Link: https://doi.org/10.3390/nano13212837

Autori: M. Španková, Š. Chromik, E. Dobročka, L. Pribusová Slušná, M. Talacko, M. Gregor, B. Pécz, A. Koos, G. Greco, S.E. Panasci, P. Fiorenza, F. Roccaforte, Y. Cordier, E. Frayssinet, F. Giannazzo