Izquierda:una imagen experimental de MoS2 con defectos resultantes de la exposición ambiental (obtenida mediante el microscopio de efecto túnel STM), medio - los resultados de la simulación de la imagen STM, derecha:el modelo de la estructura atómica de la capa. Crédito:NUST MISIS
Por primera vez, un equipo internacional de científicos de NUST MISIS, la Academia de Ciencias de Hungría, la Universidad de Namur (Bélgica), y el Instituto de Investigación de Normas y Ciencia de Corea ha detallado los cambios estructurales del bisulfuro de molibdeno bidimensional bajo el impacto ambiental a largo plazo. Los nuevos datos reducen el alcance de su aplicación potencial en microelectrónica y, al mismo tiempo, abren nuevas perspectivas para el uso de materiales bidimensionales como catalizadores. Los resultados de la investigación se han publicado en la revista científica internacional Química de la naturaleza .
Disulfuro de molibdeno (MoS 2 ) se considera prometedor para una variedad de dispositivos microelectrónicos, como detectores de alta frecuencia, rectificadores y transistores, por lo que los equipos de investigación de todo el mundo están estudiando activamente su formato bidimensional, MoS 2 nanofilm. Sin embargo, el nuevo estudio demuestra que cuando este material bidimensional se oxida significativamente en el aire, se convierte en otra conexión.
Cualquier dispositivo electrónico que utilice MoS 2 sin la protección adecuada dejaría de funcionar con relativa rapidez. Para usar MoS 2 en microelectrónica, los dispositivos tendrían que estar encapsulados.
"Por primera vez, hemos logrado demostrar experimentalmente que un disulfuro de molibdeno monocapa se degrada fuertemente en condiciones ambientales, oxidar y convertir en una solución sólida MoS 2-x Buey, . Las funciones de un semiconductor bidimensional sin defectos y pérdidas se pueden implementar con diselenuros de molibdeno, otro material con una estructura similar, "dijo Pavel Sorokin, jefe del equipo de investigación e investigador principal del Laboratorio de Nanomateriales Inorgánicos NUST MISIS.
En los experimentos, capas bidimensionales de bisulfuro de molibdeno, obtenido de la estratificación de cristales de bisulfuro de molibdeno por ultrasonido, se mantuvieron en condiciones ambientales a temperatura ambiente normal e iluminación durante largos períodos (más de 18 meses), durante el cual los científicos observaron los cambios en la estructura de su superficie.
"Gracias al uso de microscopía de efecto túnel, pudimos rastrear los cambios estructurales de los cristales de disulfuro de azufre bidimensional a nivel atómico durante la exposición a largo plazo a las condiciones ambientales. Hemos descubierto que el material previamente considerado estable en realidad está sujeto a oxidación espontánea, pero al mismo tiempo, la estructura cristalina original de MoS 2 las monocapas retienen formaciones de MoS 2-x Soluciones sólidas de buey. Nuestras simulaciones nos han permitido proponer un mecanismo de formación de soluciones tan sólidas, y los resultados de los cálculos teóricos están completamente de acuerdo con nuestras mediciones experimentales, "dijo Zakhar Popov, uno de los coautores del estudio e investigador principal del Laboratorio de Nanomateriales Inorgánicos NUST MISIS.
"El segundo descubrimiento clave del estudio es el nuevo material en el que la monocapa de disulfuro de molibdeno se convierte en un cristal bidimensional de una solución sólida MoS 2-x Buey, que es un catalizador eficaz para procesos electromecánicos, "concluyó Sorokin.
