Новый двумерный материал готов продолжить дело графена

Открытие графена – материала, обладающего неожиданно высокой прочностью, толщиной всего в один атом - положило начало активным исследованиям вокруг возможностей его использования в самых разных областях. Однако это было лишь началом. В современных технологиях возможно эффективное использование целого ряда двумерных материалов.

Так, например, дисульфид молибдена (MoS₂), как и графен, использовался в течение последних десятилетий в качестве промышленного смазочного материала. Однако его двухмерная форма была описана сравнительно недавно - всего около года назад - учеными из Швейцарии, после чего были выдвинуты предположения о том, что на его основе можно создать электронные схемы. А в этом году ученые из Массачусетского технологического института, работавшие над построением электронных схем из графена, успешно завершили создание электронных компонентов из MoS₂. Исследователи утверждают, что использование данного материала рано или поздно приведет к появлению на рынке совершенно новых электронных приборов - от светящихся стен до очков со встроенным дисплеем.

Ученые Ван и Палласиос сумели изготовить на основе новых материалов ряд основных электронных компонентов: инвертор для переключения входного напряжения, элемент "И-НЕ", выполняющий практически любые вычислительные операции, запоминающее устройство - ключевой компонент вычислительных устройств, а также кольцевой генератор из двенадцати взаимосвязанных транзисторов, дающий точно настраиваемую электромагнитную волну на выходе.

Потенциальная область применения двухмерных материалов - это большие дисплеи телевизоров или компьютерных мониторов, где каждый пиксель управляется собственным транзистором. Толщина новых материалов - всего одна молекула, в отличие от ныне используемых кремниевых аналогов в миллионы атомов толщиной. Поэтому дисплей, изготовленный из них, будет использовать безмерно малое количество сырья, даже будучи очень большим.

В сочетании с другими 2D-материалами можно будет разработать принципиально новые виды устройств. Например, вместо использования ярких точечных источников, можно заставить всю стену светиться мягким, неярким светом. Антенны или другие части мобильных телефонов можно внедрить в тканевую основу, даже в одежду, одновременно усилив ее чувствительность. Благодаря почти полной прозрачности слоя MoS₂ толщиной в одну молекулу, его можно нанести на любой другой материал. Это означает, что дисплеями из двухмерных материалов могут быть покрыты стекла очков, окна домов или офисов и т.д.

Томас Палласиос, представивший доклад о производстве сложных электронных схем из новых материалов в журнал Nano Letters, заявляет, что графен и MoS₂ - это лишь первые ласточки, и область исследований двухмерных материалов будет неуклонно расширяться.