【二硫化鉬涂層】二硫化鉬的發(fā)展

時(shí)間：2021-04-26作者：重慶璋特科技有限公司瀏覽：159

盡管石墨烯有著許多令人眼花繚亂的優(yōu)點(diǎn)，但它也有缺點(diǎn)，尤其是不能充當(dāng)半導(dǎo)體——這是微電子的基石?；瘜W(xué)家和材料學(xué)家正在努力越過石墨烯，尋找其他的材料。他們正在合成其他兩種兼具柔韌性和透明度，而且擁有石墨烯無法企及的電子特性的二維片狀材料，二氧化鉬就是其中一種。

二硫化鉬于2008年合成，是叫作過渡金屬二硫化物材料（TMDs）大家族的成員之一。這個(gè)顯得有點(diǎn)“花哨”的名字代表了它們的結(jié)構(gòu)：一個(gè)過渡金屬原子（即鉬原子）和一對(duì)包括硫元素、硒元素在內(nèi)的來自元素周期表*16列的原子（該元素家族以氧族元素著稱）。

讓電子制造者驚喜的是，所有TMDs均是半導(dǎo)體。它們和石墨烯的薄度近乎相同（在二硫化鉬中，兩層硫原子把一層鉬原子像“三明治”那樣夾在中間），但是它們卻有其他優(yōu)點(diǎn)。就二硫化鉬而言，優(yōu)點(diǎn)之一是電子在平面薄片中的運(yùn)行速度，即電子遷移率。二硫化鉬的電子遷移速率大約是100cm2/vs（即每平方厘米每伏秒通過100個(gè)電子），這遠(yuǎn)**晶體硅的電子遷移速率1400 cm2/vs ，但是比非晶硅和其他**薄半導(dǎo)體的遷移速度較好，科學(xué)家正在研究這些材料，使其用于未來電子產(chǎn)品，如柔性顯示屏和其他可以靈活伸展的電子產(chǎn)品。

研究表明，二硫化鉬還較易制作，即便是制作大片的二維材料。這讓工程師能以非?？斓乃俣葯z測它們?cè)陔娮赢a(chǎn)品中的性能。例如，2011年，由瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院的Andras Kis帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)在《自然—納米技術(shù)》發(fā)表文章稱，他們用僅有0.65納米厚的二硫化鉬單層薄片制作出首批晶體管。結(jié)果證明，那些產(chǎn)品以及隨后的產(chǎn)品比技術(shù)較**的以硅為基礎(chǔ)的同類產(chǎn)品具有其他*特屬性。

除此之外，二硫化鉬還有其他令人向往的特性，即直接帶隙，這一特性使該材料把電子轉(zhuǎn)變成光子，反之亦然。這個(gè)特性也讓二硫化鉬成為光學(xué)設(shè)備中采用的優(yōu)質(zhì)候選對(duì)象，這些設(shè)備諸如光**器、激光、光電探測器，甚至還包括太陽能電池。一些科學(xué)家表示，這種材料還具備儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉、無毒性等特點(diǎn)，因此Yi-Hsien Lee認(rèn)為：“它的前途一片光明。”

然而，Tomanek則認(rèn)為，二硫化鉬的電子遷移速率仍然不夠高，很難在擁擠的電子市場中具有競爭優(yōu)勢。其原因是這種材料的結(jié)構(gòu)特征，電子在其內(nèi)部移動(dòng)時(shí)，碰到較大的金屬原子后會(huì)在其結(jié)構(gòu)內(nèi)發(fā)生彈離，從而降低遷移速度。

但也有科學(xué)家表示，這種“絆腳石”將是短暫性的。研究人員正在試圖繞過這些障礙——通過變得略厚一些的多層二硫化鉬薄片，從而給壓縮電子提供選擇路徑使其繞過路障。


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