Molibdenit lepszy od krzemu i grafenu

Od kilku lat ekscytujemy się możliwościami grafenu, który być może w niektórych zastosowaniach zastąpi krzem. Tymczasem grafenowi wyrósł właśnie bardzo groźny konkurent - molibdenit.

Ten minerał z gromady siarczków (MoS₂ - siarczek molibdenu) występuje na całym świecie, również w Polsce. Jest on używany w stopach stali oraz do produkcji lubrykantów. Dotychczas jednak nie badano jego właściwości elektronicznych.

A te, jak informują uczeni z École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), są niezwykle interesujące.

To dwuwymiarowy [podobnie jak grafen - red.] materiał, bardzo cienki i łatwy do wykorzystania w nanotechnologii. Potencjalnie można go wykorzystać do produkcji LED, małych tranzystorów i ogniw słonecznych - mówi profesor Andras Kis. Uczony podkreśla jego przewagę nad krzemem i grafenem.

Dzięki swojej dwuwymiarowej strukturze molibdenit pozwoli na produkcję mniejszych, w porównaniu z krzemowymi, podzespołów elektronicznych. W warstwie MoS₂ o grubości 0,65 nanometrów elektrony mogą poruszać się równie swobodnie jak w warstwie krzemu o grubości 2 nanometrów - stwierdza Kis. A obecnie nie jesteśmy w stanie wyprodukować tak cienkich warstw krzemu jak monowarstwa siarczku molibenu - dodaje. Jednak to nie wszystko. Tranzystory wykonane z molibdenu pobierałyby o w stanie spoczynku o 100 000 razy mniej energii niż tranzystory krzemowe.

Jakby jeszcze tego było mało, molibdenit ma też kolosalną przewagę nad grafenem. Otóż półprzewodniki wykorzystywane w elektronice muszą posiadać przerwę energetyczną, Jej szerokość ma podstawowe znaczenie w elektronice. Przerwa w molibdenicie ma wartość 1,8 eV, co czyni go świetnym materiałem na tranzystory. Wspomniany na wstępie grafen nie posiada w ogóle przerwy energetycznej i trzeba ją sztucznie tworzyć, co jest skomplikowanym procesem.

Badania nad molibdenitem przyszły w samą porę. Przed kilkoma dniami IBM ogłosił, że grafen nie może zastąpić krzemu w tranzystorach. Okazało się bowiem, że grafenowych tranzystorów nie można całkowicie wyłączyć.

École Polytechnique Fédérale de Lausanne molibdenit MoS2 grafen krzem Andras Kis tranzystor