Сколтех — новый технологический университет, созданный в 2011 году в Москве командой российских и зарубежных профессоров с мировым именем. Здесь преподают действующие ученые, студентам дана свобода в выборе дисциплин, обучение включает работу над собственным исследовательским проектом, стажировку в индустрии, предпринимательскую подготовку и постоянное нахождение в международной среде.

Ученые предсказали электрические и оптические свойства новых двумерных материалов

Ученые из Центра фотоники и квантовых материалов Сколтеха рассказали о транспортных свойствах однослойного чёрного фосфора и электро-оптическом отклике в дисульфиде молибдена. Исследованные материалы относятся к группе перспективных двумерных соединений, возможность использования которых в электронике и оптоэлектронике сейчас активно изучается.

 Двумерные материалы, образующие тонкие слои, привлекли к себе внимание за счет их удивительных транспортных и оптических свойств. Ученые по всему миру изучают потенциал их использования в электронике и оптоэлектронике. Графен был первым из таких материалов, он уже очень хорошо изучен, в то время, как другие двумерные полупроводники пока только исследуются. При всем своем превосходстве у графена нет запрещенной электрической зоны, что ограничивает его возможности для применения. В своих работах ученые из Сколтеха описали интересные свойства новых двумерных материалов.

Первая работа ученых из Сколтеха посвящена транспортным свойствам однослойного чёрного фосфора, материала, обладающего запрещенной электрической зоной. В последние 2-3 года возникло несколько концепций инфракрасной визуализации и фотодетектирования с использованием чёрного фосфора. Характеристики таких устройств в значительной степени зависят от транспортных свойств используемого полупроводника, а они в свою очередь определяются рассеиванием фононов или колебаниями кристаллической решётки.

Василий Перебейнос, профессор Сколтеха, руководитель исследования: “Полученные нами данные объясняют микроскопический механизм электронного транспорта в чёрном фосфоре, что позволяет моделировать характеристики устройств при наличии сильного нагрева повышающего рассеяние на фононах”.

Вторая работа, посвященная дисульфиду молибдена (MoS2) выполнена учеными из Сколтеха в соавторстве с их коллегами из университета SUNY Buffalo(США) и Регенбургского университета (Германия). Однослойный MoS2 – это материал, сочетающий в себе наличие запрещенной зоны с высокой электронной подвижностью. Отличительное свойство этих материалов это большая энергия связи между электроном и дыркой (или экситоном) в несколько сотен мили Эв, что на несколько порядков больше чем в традиционных полупроводниках. В следствие большой энергии связи экситонов их ионизация электрическим полем, Штарковский сдвиг и спектральная плотность поглощения могут существенно меняться внешним электрическим полем. “Наши результаты демонстрируют, что электрические поля необходимые для разделения электронов и дырок существенно зависят от диэлектрической среду, в которую помещён двумерный материал. Это открывает путь к получению электро-оптического отклика в MoS2, который можно использовать для получения солнечной энергии и фотодетекции,”- рассказывает Василий Перебейнос.

Оба исследования опубликованы в журнале Physical Review B.

Контакты:
Skoltech Communications
+7 (495) 280 14 81

Share on VK