Двумерные материалы, такие как графен, h-BN и халькогениды переходных металлов, привлекают огромный интерес научного сообщества как разнообразием физических свойств, так и несомненным потенциалом для их практического применения. Активные исследования двумерных материалов начались с измерений полевых транзисторов на основе графена, которые продемонстрировали его исключительные электрические свойства, такие как сверхвысокие мобильности носителей зарядов и проводимость. По этим параметрам графен значительно превосходит кремний, основной материал современной электроники. Однако в отличие от кремния, полупроводника с шириной запрещенной зоны ~1.1 эВ, графен является полуметаллом. Отсутствие запрещенной зоны в энергетическом спектре графена является серьезной преградой для создания графеновых логических устройств.
За последнее десятилетие был предложен ряд способов создания запрещенной зоны в графене. Наиболее перспективный способ связан с синтезом графеновых нанолент (ГНЛ) — узких полосок графена шириной всего в несколько атомов углерода. ГНЛ являются полупроводниками, и их запрещенная зона может варьироваться в широких пределах в зависимости от ширины нанолент и атомной структуры их краев. Поскольку возможности современных литографических методов используемых в полупроводниковой индустрии не позволяют создавать графеновые наноструктуры с атомным разрешением, необходима разработка альтернативных подходов к синтезу ГНЛ. В докладе были продемонстрированы примеры синтеза ГНЛ с атомным разрешением и обсуждены их физические свойства.
Отсутствие запрещенной зоны у графена также привело к росту интереса к двумерным полупроводниковым материалам на основе халькогенидов переходных металлов, таких как MoS2, MoSe2, WS2, WSe2 и TiS3. Вторая часть доклада была посвящена обсуждению электрических свойств этих материалов и их различных комбинаций. В частности, были рассмотрены свойства полевых транзисторов на основе двумерных материалов на сегнетоэлектрических подложках.
На семинаре присутствовали студенты, аспиранты и сотрудники кафедры ФНСиВТМ, а также центра энергоэффективности НИТУ «МИСиС». Доклад А.С. Синицкого вызвал живой интерес слушателей, в конце семинара состоялась оживленная дискуссия.
Перспективой сотрудничества кафедры ФНСиВТМ НИТУ «МИСиС» с Химическим факультетом Университета Небраски является создание совместной лаборатории по исследованию двумерных наноматериалов, перспективных в таких областях, как микроэлектроника, хранение и накопление энергии, оптика, сенсорика, биомедицина.
Визит А.С. Синицкого и прошедший семинар были организованы при поддержке гранта №К3-2015-012 НИТУ «МИСиС» в рамках реализации Программы повышения конкурентоспособности среди ведущих мировых научно-образовательных центров.
