MoS monocapa bidimensional 2 se cultivó en zafiro (izquierda). La imagen del microscopio óptico de la derecha muestra MoS monocapa aislado 2 cristales en la periferia de la película. Adaptado con permiso de Ref 1. Copyright (2018) American Chemical Society.
Producción en masa de grandes láminas uniformes de disulfuro de molibdeno de una sola capa, MoS2, es difícil, lo que limita su aplicación comercial. Los investigadores de A * STAR han modificado una técnica de fabricación existente para permitir el uso de MoS2 en una variedad de tecnologías, desde dispositivos fotográficos hasta dispositivos flexibles, Sensores transparentes.
El material bidimensional ha atraído una atención considerable debido a su extraordinario físico, propiedades electrónicas y optoelectrónicas, incluida la flexibilidad, transparencia y características semiconductoras. Pero fabricando a gran escala, Las capas individuales libres de defectos de MoS2 son un gran desafío.
Dongzhi Chi y su equipo del Instituto A * STAR de Investigación e Ingeniería de Materiales, en colaboración con colegas de la Universidad Nacional de Singapur y el Instituto Indio de Educación e Investigación Científica, ha modificado una técnica actual, conocido como deposición química de vapor (CVD), para que ahora pueda producir uniforme, hojas de un centímetro de cristales de MoS2 con granulometría grande.
"Las propiedades físicas de MoS2 varían mucho con su grosor, "explica Chi, "Para mantener sus notables propiedades físicas y electrónicas, necesitamos un método que pueda depositar de manera uniforme películas de MoS2 en un área grande con alta cristalinidad".
Aunque la CVD es una técnica eficaz para fabricar grandes superficies, láminas uniformes de MoS2 de espesor variable en diferentes sustratos, y se ha logrado un progreso significativo en la mejora de la calidad de las monocapas de MoS2 producidas por la técnica, Se ha prestado poca atención al control de los vapores químicos utilizando barreras físicas durante el crecimiento de los cristales de MoS2.
Al introducir una barrera de óxido de níquel (NiO), los investigadores pudieron controlar la concentración y distribución de vapores químicos durante el crecimiento de cristales de MoS2. Debido a que el NiO reacciona con el trióxido de molibdeno (MoO3), uno de los reactivos químicos utilizados en el proceso de crecimiento, atrapa y reduce la concentración de MoO3, permitiendo la deposición uniforme de monocapas de MoS2 sobre un área grande.
"La ventaja de este enfoque es la facilidad de implementación, así como la reducción de la contaminación, y permite el control de la exposición química durante el proceso de crecimiento, "dice Chi.
El trabajo ha dado lugar a nuevos avances en la fabricación de monocapas de MoS2 uniformes y de gran superficie, y también podría aplicarse a otros materiales bidimensionales.
"Ahora buscamos ampliar nuestro proceso de fabricación para producir láminas aún más grandes, que podría allanar el camino para las tecnologías optoelectrónicas y de sensores de próxima generación, "dice Chi.
