Pour la toute première fois, une équipe internationale de scientifiques de NUST MISIS, l'Académie hongroise des sciences, l'Université de Namur (Belgique), et le Korea Research Institute for Standards &Science a détaillé les changements structurels du bisulfure de molybdène bidimensionnel sous l'impact environnemental à long terme. Les nouvelles données réduisent le champ de son application potentielle en microélectronique et ouvrent en même temps de nouvelles perspectives pour l'utilisation de matériaux bidimensionnels comme catalyseurs. Les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue scientifique internationale Chimie de la nature .

Bisulfure de molybdène (MoS 2 ) est considérée comme prometteuse pour une variété de dispositifs microélectroniques tels que les détecteurs à haute fréquence, redresseurs et transistors, les équipes de recherche du monde entier étudient donc activement son format bidimensionnel, MoS 2 nanofilm. Cependant, la nouvelle étude démontre que lorsque ce matériau bidimensionnel est oxydé de manière significative dans l'air, il se transforme en une autre connexion.

Tout appareil électronique utilisant MoS 2 sans protection adéquate cesserait de fonctionner relativement rapidement. Pour utiliser MoS 2 en microélectronique, les appareils devraient être encapsulés.

"Pour la toute première fois, nous avons réussi à prouver expérimentalement qu'un bisulfure de molybdène monocouche se dégrade fortement dans des conditions environnementales, s'oxydant et se transformant en une solution solide MoS 2-x Bœuf, . Les fonctions d'un semi-conducteur bidimensionnel sans défauts et pertes peuvent être mises en œuvre avec des diséléniures de molybdène, un autre matériau de structure similaire, " dit Pavel Sorokin, chef de l'équipe de recherche et chercheur principal au laboratoire NUST MISIS des nanomatériaux inorganiques.

Dans les expériences, couches bidimensionnelles de bisulfure de molybdène, obtenu à partir de la stratification de cristaux de bisulfure de molybdène par ultrasons, ont été maintenus dans des conditions environnementales à température ambiante et éclairage normaux pendant de longues périodes (plus de 18 mois), au cours de laquelle les scientifiques ont observé les changements dans la structure de sa surface.

"Grâce à l'utilisation de la microscopie à effet tunnel, nous avons pu suivre les changements structurels des cristaux de sulfure de soufre bidimensionnel au niveau atomique lors d'une exposition à long terme aux conditions environnementales. Nous avons découvert que le matériau auparavant considéré comme stable est en fait sujet à une oxydation spontanée, mais en même temps, la structure cristalline originale du MoS 2 les monocouches conservent les formations de MoS 2-x Ox solutions solides. Nos simulations nous ont permis de proposer un mécanisme de formation de telles solutions solides, et les résultats des calculs théoriques sont en parfait accord avec nos mesures expérimentales, " a déclaré Zakhar Popov, l'un des co-auteurs de l'étude et chercheur principal au laboratoire NUST MISIS des nanomatériaux inorganiques.

"La deuxième découverte clé de l'étude est le nouveau matériau que la monocouche de bisulfure de molybdène se transforme en un cristal bidimensionnel d'une solution solide de MoS 2-x Bœuf, qui est un catalyseur efficace pour les procédés électromécaniques, " conclut Sorokin.