Дисульфид молибдена (MoS2), оказалось, был одним из самых многообещающих. Единственный слой и двусернистые устройства молибдена небольшого-количества-слоя были предложены для электронного, приложений энергии и оптикоэлектронного.
Команда исследователей, во главе с инженерами в Калифорнийском университете, Колледже Ручьев Риверсайда Разработки, разработала другое возможное приложение: датчики.«Датчики везде теперь, включая в смартфонах и других портативных электронных устройствах», сказал Александр Баландин, UC Президентский Стул и преподаватель электротехники и вычислительной техники в Риверсайде UC, кто ведущий исследователь на проекте. «Датчики, которые мы разработали, маленькие, тонкие, очень чувствительные и отборные, делая их потенциально идеальными для многих заявлений».Balandin и аспиранты в его лаборатории построили атомарно тонкие газовые и химические датчики пара из дисульфида молибдена и проверили их в сотрудничестве с исследователями в Ренселлеровском политехническом институте в Трое, Нью-Йорк, у устройств есть двумерные каналы, которые являются большими для приложений датчика из-за высокого отношения поверхности к объему и широко настраиваемой концентрации электронов.Исследователи продемонстрировали, что датчики, которые они называют двусернистыми транзисторами полевого эффекта тонкой пленки молибдена (TF-FET), могут выборочно обнаружить этанол, ацетонитрил, толуол, хлороформ и пары метанола.
Результаты были изданы в недавней газете, «Отборное химическое ощущение пара с небольшим-количеством-слоем транзисторы тонкой пленки MoS2: Сравнение с графеновыми устройствами», в журнале Applied Physics Letters. В дополнение к Balandin соавторами был Рэмиз Сэмнэкей и Чэнлун Цзян, оба аспиранта в лаборатории Баландина, и Майкл Шур и Сергей Румянцев, оба из Ренселлеровского политехнического института.
Отборное обнаружение не потребовало предшествующего functionalization поверхности к определенным парам. Тесты проводились с как изготовленные устройства и намеренно в возрасте устройств.
Двусернистые датчики молибдена, используемые в исследовании, были в возрасте в течение двух месяцев, потому что практическое применение требует, чтобы датчики оставались стабильными и готовыми к эксплуатации в течение, по крайней мере, месяца.Датчики, сделанные с атомарно тонкими слоями MoS2, показали лучшую селективность к определенным газам вследствие электронной энергетической ширины запрещенной зоны в этом материале, который привел к сильному подавлению электрического тока на воздействие некоторых газов. Графеновые устройства, с другой стороны, продемонстрировали селективность когда используемое текущее колебание как параметр ощущения.
«Датчики, осуществленные с атомарно тонкими слоями MoS2, дополнительны к графеновым устройствам, который является хорошими новостями», сказал Баландин. «У графена есть очень высокая электронная подвижность, в то время как у MoS2 есть энергетическая ширина запрещенной зоны».Уникальность Риверсайда UC построила атомарно тонкие газовые датчики – и графен и MoS2 – в употреблении низкочастотных текущих колебаний как дополнительный сигнал ощущения. Традиционно такие химические датчики используют только изменение в электрическом токе через устройство или изменение в сопротивлении устройства активный канал.
В отдельной газете те же самые исследователи продемонстрировали операцию по высокой температуре дисульфида молибдена атомарно транзисторы тонкой пленки. Работа была описана в газете, «Высокотемпературная работа транзисторов тонкой пленки MoS2: Постоянный ток и характеристики текущего напряжения пульса», который был просто издан в Журнале Прикладной Физики.Много электронных компонентов для систем управления и датчиков требуются, чтобы работать при температуре выше 200 градусов Цельсия. Примеры приложений высокой температуры включают турбинное управление двигателем в космос и инструменты нефтяного месторождения и производство энергии.
Наличие транзисторов и схем, чтобы работать при температурах выше 200 градусов Цельсия ограничено. Устройства, сделанные из кремниевого карбида и галлия, азотируют – обычные полупроводники – открывают перспективу для расширенной высокотемпературной операции, но все еще не рентабельны для приложений большого объема.
Есть потребность в новых материальных системах, которые могут использоваться, чтобы сделать датчики транзисторов полевого эффекта той работой над высокими температурами.