Vikas Berry, Profesor William H. Honstead de ingeniería química, y su equipo de investigación han estudiado un nuevo material de tres átomos de espesor, el disulfuro de molibdeno, y han descubierto que manipularlo con átomos de oro mejora sus características eléctricas. Crédito:Universidad Estatal de Kansas
(Phys.org) —Un ingeniero químico de la Universidad Estatal de Kansas descubrió que un nuevo miembro de la familia de materiales ultrafinos tiene un gran potencial para mejorar los dispositivos electrónicos y térmicos.
Vikas Berry, Profesor William H. Honstead de ingeniería química, y su equipo de investigación ha estudiado un nuevo material de tres átomos de espesor, el disulfuro de molibdeno, y ha descubierto que manipularlo con átomos de oro mejora sus características eléctricas. Su investigación aparece en un número reciente de Nano letras .
La investigación puede hacer avanzar los transistores, fotodetectores, sensores y recubrimientos térmicamente conductores, Berry dijo. También podría producir ultrarrápido, dispositivos ultrafinos de lógica y plasmónicos.
El laboratorio de Berry ha estado liderando estudios sobre síntesis y propiedades de varios nanomateriales atómicamente gruesos de próxima generación. como capas de grafeno y nitruro de boro, que se han aplicado para detección sensible, electrónica de alta rectificación, compuestos mecánicamente fuertes y nuevas aplicaciones de bionanotecnología.
"Futurísticamente, Estas estructuras atómicamente gruesas tienen el potencial de revolucionar la electrónica al evolucionar hacia dispositivos que tendrán solo unos pocos átomos de espesor. "Dijo Berry.
Para conocer las últimas investigaciones, Berry y su equipo se centraron en transistores basados en disulfuro de molibdeno, o MoS 2 , que fue aislado hace solo dos años. El material está hecho de láminas de tres átomos de espesor y recientemente se ha demostrado que tiene una rectificación de transistor que es mejor que el grafeno. que es una hoja de átomos de carbono de un solo átomo de espesor.
Cuando el equipo de Berry estudió la estructura del disulfuro de molibdeno, se dieron cuenta de que el grupo azufre en su superficie tenía una fuerte química con los metales nobles, incluido el oro. Al establecer un enlace entre el disulfuro de molibdeno y las nanoestructuras de oro, encontraron que el enlace actuaba como un condensador de puerta altamente acoplado.
El equipo de Berry mejoró varias características del transistor de disulfuro de molibdeno manipulándolo con nanomateriales de oro.
"El espontáneo, altamente capacitivo, La interconexión controlada térmicamente y impulsada por celosía de metales nobles en capas de dicalcogenuro de metal se puede emplear para regular su concentración de portador, pseudo-movilidad, barreras de transporte y transporte telefónico para dispositivos futuros, "Dijo Berry.
El trabajo puede mejorar enormemente la electrónica futura, que será ultradelgado, Berry dijo. Los investigadores han desarrollado una forma de reducir la energía que se requiere para operar estos dispositivos ultradelgados.
"La investigación allanará el camino para la fusión atómica de heteroestructuras en capas para aprovechar sus interacciones capacitivas para la electrónica y la fotónica de próxima generación, "Berry dijo". Por ejemplo, las nanopartículas de oro pueden ayudar a lanzar plasmones 2-D en materiales ultrafinos, permitiendo su interferencia para dispositivos plasmónicos-lógicos ".
La investigación también respalda el trabajo actual sobre transistores de túnel de electrones basados en disulfuro de molibdeno y grafeno al proporcionar una ruta para la unión directa de electrodos en una puerta de túnel de disulfuro de molibdeno.
"El íntimo, La interacción altamente capacitiva de oro sobre disulfuro de molibdeno puede inducir una pseudo-movilidad mejorada y actuar como electrodos para dispositivos de heteroestructura. "dijo T.S. Sreeprasad, investigador postdoctoral en el grupo de Berry.
Los investigadores planean crear más arquitecturas complejas a nanoescala en disulfuro de molibdeno para construir dispositivos lógicos y sensores.
"La incorporación de oro en disulfuro de molibdeno proporciona una vía para los transistores, sensores bioquímicos, dispositivos plasmónicos y sustrato catalítico, "dijo Phong Nguyen, un estudiante de doctorado en ingeniería química, Wichita, Kan., que forma parte del equipo de investigación de Berry.
Namhoon Kim, estudiante de maestría en ciencia e industria de granos, Corea, trabajó en la investigación como estudiante de ingeniería química.
