Материал для оптоприборов следующего поколения
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.
