p (Phys.org) - Um engenheiro químico da Kansas State University descobriu que um novo membro da família de materiais ultrafinos tem grande potencial para melhorar os dispositivos eletrônicos e térmicos. p Vikas Berry, William H. Honstead, professor de engenharia química, e sua equipe de pesquisa estudou um novo material de três átomos de espessura - dissulfeto de molibdênio - e descobriu que manipulá-lo com átomos de ouro melhora suas características elétricas. A pesquisa deles aparece em uma edição recente da Nano Letras .

p A pesquisa pode avançar transistores, fotodetectores, sensores e revestimentos termicamente condutores, Berry disse. Também pode produzir ultrarrápidos, dispositivos ultrafinos de lógica e plasmonics.

p O laboratório de Berry tem conduzido estudos sobre síntese e propriedades de vários nanomateriais atomicamente espessos de próxima geração, como camadas de grafeno e nitreto de boro, que foram aplicados para detecção sensível, eletrônica de alta retificação, compósitos mecanicamente fortes e novas aplicações de bionanotecnologia.

p "Futuristicamente, essas estruturas atomicamente espessas têm o potencial de revolucionar a eletrônica, evoluindo para dispositivos que terão apenas alguns átomos de espessura, "Berry disse.

p Para as pesquisas mais recentes, Berry e sua equipe se concentraram em transistores baseados em dissulfeto de molibdênio, ou MoS ₂ , que foi isolado há apenas dois anos. O material é feito de folhas de três átomos de espessura e recentemente mostrou ter retificação por transistor que é melhor do que o grafeno, que é uma folha de átomos de carbono com a espessura de um único átomo.

p Quando a equipe de Berry estudou a estrutura do dissulfeto de molibdênio, eles perceberam que o grupo de enxofre em sua superfície tinha uma forte química com metais nobres, incluindo ouro. Ao estabelecer uma ligação entre dissulfeto de molibdênio e nanoestruturas de ouro, eles descobriram que a ligação agia como um capacitor de porta altamente acoplado.

p A equipe de Berry aprimorou várias características do transistor de dissulfeto de molibdênio, manipulando-o com nanomateriais de ouro.

p "O espontâneo, altamente capacitivo, A interface gerada por rede e termicamente controlada de metais nobres em camadas de metal-dichalcogeneto pode ser empregada para regular sua concentração de transportador, pseudo-mobilidade, barreiras de transporte e transporte de fônons para dispositivos futuros, "Berry disse.

p O trabalho pode melhorar muito a eletrônica do futuro, que será ultrafino, Berry disse. Os pesquisadores desenvolveram uma maneira de reduzir a energia necessária para operar esses dispositivos ultrafinos.

p "A pesquisa abrirá o caminho para a fusão atômica de heteroestruturas em camadas para alavancar suas interações capacitivas para a eletrônica e fotônica de próxima geração, "Berry disse." Por exemplo, as nanopartículas de ouro podem ajudar a lançar plasmons 2-D em materiais ultrafinos, permitindo sua interferência para dispositivos de lógica plasmônica. "

p A pesquisa também apóia o trabalho atual em transistores de tunelamento de elétrons à base de dissulfeto de molibdênio, fornecendo uma rota para a conexão direta do eletrodo em uma porta de tunelamento de dissulfeto de molibdênio.

p "O íntimo, a interação altamente capacitiva de ouro sobre dissulfeto de molibdênio pode induzir pseudomobilidade aumentada e atuar como eletrodos para dispositivos de heteroestrutura, "disse T.S. Sreeprasad, um pesquisador de pós-doutorado no grupo de Berry.

p Os pesquisadores planejam criar arquiteturas em nanoescala mais complexas em dissulfeto de molibdênio para construir dispositivos lógicos e sensores.

p "A incorporação de ouro em dissulfeto de molibdênio fornece um caminho para os transistores, sensores bioquímicos, dispositivos plasmônicos e substrato catalítico, "disse Phong Nguyen, um estudante de doutorado em engenharia química, Wichita, Kan., que faz parte da equipe de pesquisa de Berry.

p Namhoon Kim, estudante de mestrado em ciência e indústria de grãos, Coréia, trabalhou na pesquisa como graduando em engenharia química.