Материал для оптоприборов следующего поколения

Логотип компании
25.07.2020Автор
Материал для оптоприборов следующего поколения
Двумерная структура ДПМ делает эти материалы похожими на графен, но по ряду свойств дихалькогениды превосходят двумерный углерод...

Слоистые полупроводники, такие как дихалькогениды переходных металлов, имеют огромный потенциал для применения в оптоэлектронных приборах, на которое делают сегодня ставку в электронике.

Дихалькогениды переходных металлов (они же ДПМ) – тончайшие, двумерные полупроводники, где один слой атомов металла располагается между двумя слоями атомов халькогена. К последним относятся кислород, сера, селен, теллур, полоний и другие известные элементы.

ДПМ успешно используются при изготовлении солнечных элементов, сверхчувствительных фотоприемников, датчиков, оптических модуляторов, излучателей света и лазеров. Двумерная структура ДПМ делает эти материалы похожими на графен, но по ряду свойств дихалькогениды превосходят двумерный углерод.

Использование ДПМ для массового производства чувствительных электроприборов осложняется в том числе из-за отсутствия быстрого, бесконтактного, а главное надежного метода получения их диэлектрической функции, а также оценки изменений оптических постоянных и энергий связи экситонов.

Ученые из Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ совместно с коллегами из Швеции разработали новый подход, основанный на измерениях эллипсометрии для восстановления диэлектрических функций и экситонных свойств как монослойных, так и объемных дихалькогенидов. Используя указанный выше метод, российские и шведские специалисты исследовали свойства монослоя MoS2 и его объемного кристалла в широком спектральном диапазоне от 290 до 3300 нм. Было установлено, что в ближнем и среднем инфракрасных диапазонах обе конфигурации не имеют оптического поглощения и обладают чрезвычайно высокой диэлектрической проницаемостью, что делает их оптимальными для использования в области фотоники.

Кроме того, в ходе исследований был обнаружен ранее не зарегистрированный пик в диэлектрической функции монослоя MoS2, что позволяет использовать его в химическом и биологическом зондировании.

Результаты российско-шведских исследований были опубликованы в журнале 2D Materials and Applications volume.