Des chercheurs de l'Université nationale de Singapour (NUS) ont établi de nouvelles découvertes sur les propriétés du bisulfure de molybdène bidimensionnel (MoS 2 ), un semi-conducteur du futur largement étudié.

Dans deux études distinctes dirigées par le professeur Andrew Wee et le professeur adjoint Andrivo Rusydi du département de physique de la faculté des sciences NUS, les chercheurs ont découvert le rôle de l'oxygène dans le MoS 2 , et une nouvelle technique pour créer plusieurs accordables, bandes interdites optiques inversées dans le matériau. Ces nouvelles connaissances approfondissent la compréhension des propriétés intrinsèques du MoS 2 qui pourrait potentiellement transformer ses applications dans l'industrie des semi-conducteurs.

Des chercheurs de l'Université nationale de Singapour ont établi de nouvelles découvertes sur les propriétés du bisulfure de molybdène bidimensionnel (MoS ² ), un semi-conducteur du futur largement étudié.

Les études ont été publiées dans des revues scientifiques prestigieuses Lettres d'examen physique et Communication Nature respectivement.

MoS 2 -une alternative au graphène

MoS 2 est un matériau de type semi-conducteur qui présente des propriétés électroniques et optiques souhaitables pour le développement et l'amélioration des transistors, photodétecteurs et cellules solaires.

Le professeur Wee a expliqué, "MoS 2 revêt une grande importance industrielle. Avec une structure bidimensionnelle atomiquement mince et la présence d'une bande interdite d'énergie de 1,8 eV, MoS 2 est un semi-conducteur qui peut offrir des applications plus larges que le graphène qui n'a pas de bande interdite."

La présence d'oxygène altère les propriétés électroniques et optiques du MoS2

Dans la première étude publiée dans Lettres d'examen physique le 16 août 2017, Les chercheurs du NUS ont mené une analyse approfondie qui a révélé que la capacité de stockage d'énergie ou la fonction diélectrique du MoS 2 peut être modifié à l'aide d'oxygène.

L'équipe a observé que le MoS2 présentait une fonction diélectrique plus élevée lorsqu'il était exposé à l'oxygène. Ces nouvelles connaissances ont mis en lumière la manière dont l'adsorption et la désorption de l'oxygène par le MoS2 peuvent être utilisées pour modifier ses propriétés électroniques et optiques en fonction de différentes applications. L'étude souligne également la nécessité d'une prise en compte adéquate des facteurs extrinsèques qui peuvent affecter les propriétés du matériau dans les recherches futures.

Le premier auteur de cet article est le Dr Pranjal Kumar Gogoi du département de physique de la faculté des sciences de la NUS.

MoS2 peut posséder deux bandes interdites optiques réglables

Dans la deuxième étude publiée dans Communication Nature le 7 septembre 2017, l'équipe de chercheurs de NUS a découvert que contrairement aux semi-conducteurs conventionnels qui n'ont généralement qu'une seule bande interdite optique, Le dopage électronique du MoS2 sur l'or peut créer deux bandes interdites optiques inhabituelles dans le matériau. En outre, les deux bandes interdites optiques dans MoS2 sont accordables via un simple, processus de recuit simple.

L'équipe de recherche a également identifié que les bandes interdites optiques accordables sont induites par un couplage de réseau à forte charge résultant du dopage électronique.

Le premier auteur de ce deuxième article est le Dr Xinmao Yin du département de physique de la faculté des sciences de la NUS.

Les résultats de la recherche des deux études donnent un aperçu d'autres matériaux qui possèdent une structure similaire avec MoS 2 .

"MoS2 fait partie d'un groupe de matériaux connus sous le nom de dihalcogénures de métaux transitionnels bidimensionnels (2-D-TMD) qui présentent un grand intérêt pour la recherche en raison de leurs applications industrielles potentielles. Les nouvelles connaissances issues de nos études nous aideront à débloquer les possibilités d'applications basées sur le 2-D-TMD telles que la fabrication de transistors à effet de champ basés sur le 2-D-TMD, ", a déclaré le professeur adjoint Rusydi.

En s'appuyant sur les résultats de ces études, les chercheurs appliqueront des études similaires à d'autres 2-D-TMD et exploreront différentes possibilités de générer de nouveaux, propriétés précieuses dans les 2-D-TMD qui n'existent pas dans la nature.