p O Centro de Física Nanoestruturada Integrada (CINAP) dentro do IBS relatou resultados que correlacionam o ângulo de fusão do floco com as propriedades do limite de grão (GBs), e comprovado que aumentar o ângulo de fusão dos GBs melhora drasticamente o fluxo de elétrons. Isso se correlaciona com um aumento na mobilidade do portador de menos de 1 cm ² V ^-1 s ^-1 para pequenos ângulos, a 16cm ² V ^-1 s ^-1 para ângulos maiores que 20 °. O papel, intitulado, 'Transporte elétrico dependente do ângulo de misorientação através dos limites dos grãos de dissulfeto de molibdênio' é publicado no jornal Nature Communications . p De acordo com o jornal, é essencial compreender as estruturas atômicas dos GBs para controlar e melhorar as propriedades de transporte elétrico em materiais a granel e de baixa dimensão. Os limites dos grãos são a direção em que os átomos são organizados em um material. Para os experimentos realizados por cientistas do CINAP, um dissulfeto de molibdênio monocamada (MoS2) foi cultivado por deposição de vapor químico (CVD) e subsequentemente transferido para um substrato de dióxido de silício (SiO2). O raciocínio da equipe para usar MoS ₂ é duplo:em primeiro lugar, é um semicondutor 2D que apresenta alta condutância elétrica e, crucialmente, tem um bandgap natural, que permite que ele seja ligado e desligado e; em segundo lugar, os limites dos grãos são bem definidos. Isso é fundamental para experimentos bem-sucedidos. Uma pesquisa anterior da Northwestern University descobriu que os GBs do MoS ₂ forneceu uma maneira única de modular a resistência; isso foi conseguido usando um grande campo elétrico para modular espacialmente a localização dos limites dos grãos.

p Os resultados do Noroeste, publicado ano passado em Nature Nanotechnology , abriu um caminho para pesquisas futuras, mas o debate a respeito da física de transporte no GB ainda está em disputa. Isso se deve a uma grande variação de desempenho de dispositivo para dispositivo, mobilidade deficiente da operadora de domínio único, e, mais importante, uma falta de correlação entre propriedades de transporte e estruturas atômicas GB em MoS ₂ pesquisar. A equipe CINAP, chefiado pelo diretor do Centro Young Hee Lee, superou esses obstáculos correlacionando diretamente medições de transporte de quatro sondas em GBs individuais com imagens de microscopia eletrônica de transmissão (TEM) de alta resolução e cálculos de primeiros princípios. TEM é uma técnica de microscopia pela qual um feixe de elétrons é transmitido através de uma amostra ultrafina, interagindo com o espécime conforme ele passa. Uma imagem exata em escala atômica é formada a partir da interação dos elétrons transmitidos através da amostra.

p Identificação de limites de grãos

p Os GBs nas camadas MoS2 foram identificados e as regiões sem sinais de enrugamento ou multicamadas foram então selecionadas para evitar interpretações errôneas. Medições de transporte de quatro sondas foram então realizadas no substrato com resultados surpreendentes; ao medir desorientações de flocos de 8-20o, mobilidade aumentada de muito menos de 1 cm ² V ^-1 s ^-1 até 16cm ² V ^-1 s ^-1 . Acima de 20o, a mobilidade do efeito de campo satura a 16 cm ² V ^-1 s ^-1 ponto de corte intradomínio. Assim, GBs entre flocos com um ângulo de desorientação de 20-60 ^o mostram melhores propriedades de transporte.

p A equipe tem, conforme relatado em seu jornal, "forneceu uma imagem mais unificada da relação entre mobilidade, ângulo de fusão e estruturas atomísticas dos GBs de MoS monocamada ₂ . "Os resultados fornecem expectativas práticas em relação às propriedades de transporte em filmes de grandes áreas, que será restringida em grande parte pela fraca mobilidade entre GBs. Os resultados obtidos neste trabalho são aplicáveis ​​a outros sistemas 2D semelhantes, e contribuir para a compreensão fundamental do transporte em semicondutores.