莫斯科物理和技术研究所 用于获得超薄氧化钼膜的原子层沉积反应器，该氧化钼膜随后被硫化成2D二硫化钼
信用:原子层沉积实验室，MIPT 莫斯科物理和技术研究所的研究人员已经成功地生长出原子级二硫化钼薄膜，其面积可达几十平方厘米
结果表明，通过改变合成温度可以改变材料的结构
这些对电子学和光电子学很重要的薄膜是在900-1000摄氏度下获得的
该发现发表在美国化学学会应用纳米材料杂志上
二维材料由于其结构和量子力学的限制而具有独特的性质，正引起人们的极大兴趣
二维材料包括金属、半金属、半导体和绝缘体
石墨烯，也许是最著名的二维材料，是一层碳原子
它具有迄今为止最高的电荷载流子迁移率
然而，石墨烯在标准条件下没有带隙，这限制了它的应用
与石墨烯不同，二硫化钼的最佳带隙宽度使其适用于电子器件
每个二硫化钼层都有一个夹层结构，一层钼被挤压在两层硫原子之间
二维范德瓦尔斯异质结构，结合不同的二维材料，也显示出很大的希望
事实上，它们已经广泛用于能源相关应用和催化
二维二硫化钼的晶片级(大面积)合成显示出在透明和柔性电子器件的制造、下一代计算机的光通信以及电子和光电子的其他领域中取得突破性进展的潜力
“我们想出的合成二硫化钼的方法包括两个步骤
首先，使用原子层沉积技术生长MoO3膜，该技术提供精确的原子层厚度并允许所有表面的保形涂层
和MoO3可以容易地在直径高达300毫米的晶片上获得
接下来，在硫蒸汽中对薄膜进行热处理
结果，氧化钼中的氧原子被硫原子取代，形成二硫化钼
MIPT原子层沉积实验室的负责人安德烈·马克耶夫解释说:“我们已经学会了在几十平方厘米的面积上生长原子级二氧化硅薄膜。”
研究人员确定薄膜的结构取决于硫化温度
在500с下硫化的薄膜含有晶粒，每一个都有几纳米，嵌在非晶基质中
在700с时，这些微晶的宽度约为10-20纳米，并且硫-钼-硫层垂直于表面取向
因此，表面有许多悬挂键
这种结构在许多反应中显示出高催化活性，包括析氢反应
对于用于电子器件的二硫化钼，硫-钼-硫层必须平行于表面，这是在900-1000с的硫化温度下实现的
得到的薄膜薄至1
3纳米，或者两个分子层，并且具有商业上重要的(即
e
足够大)面积
在最佳条件下合成的二硫化钼薄膜被引入到金属-电介质-半导体原型结构中，该结构基于铁电氧化铪并模拟场效应晶体管
这些结构中的二硫化钼膜用作半导体沟道
其导电性通过切换铁电层的极化方向来控制
当与二硫化钼接触时，发现早期在MIPT实验室开发的镧:(氢氧化铪-氧化锆)材料具有大约每平方厘米18微库仑的剩余极化
凭借500万个周期的开关耐久性，它打破了此前硅通道10万个周期的世界纪录
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