В России открыли «минутный» способ синтеза фоточувствительных материалов
Новый высокоэффективный подход к получению дисульфидов молибдена и вольфрама, востребованных при создании фототехники нового поколения, предложили исследователи МИЭТ и МГУ. Результаты опубликованы в Physica Status Solidi (B).
В последние годы растет интерес к новому классу полупроводниковых материалов – дихалькогенидам переходных металлов, сообщили специалисты. По их словам, тончайшие слои этих соединений обладают уникальными светопоглощающими свойствами.
Наиболее популярные представители этого класса – дисульфид молибдена (MoS2) и дисульфид вольфрама (WS2). Пленки этих веществ толщиной в 10 000 раз меньше человеческого волоса и способны поглощать до 25% падающего на них света. Это рекордное значение, по словам ученых, позволяет совершенствовать матрицы фотоаппаратов, солнечных батарей и другой светочувствительной техники.
Сейчас оба дисульфида получают в кварцевых печах, но это довольно медленный и сложно управляемый процесс, к тому же он плохо масштабируется для массового производства и имеет ряд ограничений по структуре материала, объяснили ученые.
Ученые Национального исследовательского университета «МИЭТ» и МГУ имени М.В. Ломоносова создали новую установку для получения полупроводниковых дисульфидов переходных металлов с различной пространственной структурой.
«
"Новый, разработанный в МГУ имени М.В. Ломоносова метод синтеза структур из MoS2 и WS2 позволяет получать пленки MoS2 всего за одну-две минуты, а также дает возможность управлять морфологией продукта в процессе создания. С его помощью можно получать образцы больших размеров, а также пленки в виде наностенок толщиной в несколько атомных слоев", – рассказал начальник научно-исследовательской лаборатории атомной модификации и анализа поверхности полупроводников МИЭТ Борис Логинов.
Схема получения сульфидов молибдена и вольфрама по новой технологии МИЭТ и МГУ
Установки лабораторного масштаба для синтеза MoS2 и WS2, разработанные учеными «МИЭТ» и МГУ имени М.В. Ломоносова и произведенные на АО «Завод ПРОТОН», уже испытаны в получении различных вариантов полупроводниковых структур, сообщили ученые.
«При быстрой смене состава газа в нашей установке, например, если пары молибдена заменять на пары вольфрама и наоборот, можно получать пленки с чередующимся химическим составом, создавая так называемые гетеропереходы, которые крайне востребованы в инфракрасных камерах, тепловизорах, детекторах ультрабыстрых световых импульсов и другой современной фототехнике», – отметил автор идеи нового метода синтеза структур из MoS2 и WS2 аспирант МГУ им. М.В. Ломоносова Артем Логинов.
В будущем исследователи намерены усовершенствовать систему для производства двумерных, имеющих толщину в один атом материалов из дихалькогенидов переходных металлов.
МИЭТ – участник программы государственной поддержки университетов РФ «Приоритет-2030» национального проекта «Наука и университеты».