Исследователи из Национального университета Сингапура (National University of Singapore, NUS) разработали новый способ получения больших количеств высококачественных монослойных хлопьев из дисульфида молибдена. Эти двумерные хлопья, будучи смешаны со специальным растворителем, являются идеальным решением для использования в качестве чернил для печати гибких и эластичных электронных и фотонных устройств будущего.Группа исследователей из NUS, разработавших данный метод производства монослойных материалов, работает в этом направлении уже достаточно длительное время. Буквально в прошлом месяце ими был разработан одноэтапный метод производства высококачественных графеновых пленок и крепления их к поверхности кремниевой подложки. А последней их работой является универсальная технология производства монослойных материалов, основой которого является метод так называемого экс-расплющивания. Исследователи опробовали этот метод для производства дисульфида молибдена (MoS2), материала, который имеет большие перспективы для его использования в электронике, но точно такой метод может быть использован и для производства других монослойных материалов — диселенида вольфрама, дисульфида титана и др.
Все вышеперечисленные материалы за исключением графена относятся к классу халькогенидов. Когда халькогены, сера или селений, объединены с атомами металлов, молибдена или вольфрама, они формируют промежуточный материал, относящийся к классу дихалькогенидов. Из всего семейства таких материалов было достаточно тщательно исследовано лишь несколько его представителей. Но и этого оказалось достаточно для того, чтобы определить, что уникальные электронные и оптические свойства таких материалов делают их идеальными кандидатами на применение в тонкопленочной электронике и оптоэлектронике.
Однако, процессы, использовавшиеся для получения тонких пленок из вышеупомянутых материалов, занимали очень долгое время, а выход готовой продукции был крайне низок, что делало использование таких материалов попросту невыгодным с экономической точки зрения. Для решения этой проблемы исследователи из NUS обратили свое внимание на металлические аддукты нафталина, составы, не являющиеся сплавами или соединениями, но состоящие из двух или более веществ. Для экспериментов исследователи синтезировали аддукты лития, натрия, калия, после чего они подвергли каждый состав обработке процессом экс-расплющивания и сравнили эффективность использования каждого материала для получения качественного монослойного дисульфида молибдена.
Исследователям удалось получить высококачественные частицы дисульфида молибдена, имеющие достаточно большую площадь, а заключительным этапом разработанного процесса стало получение коллоидного раствора этих частиц, который успешно можно использовать в качестве чернил для печати электронных устройств.
«В настоящее время имеется узкое место, которое делает невыгодным использование двумерных халькогенидов в качестве чернил для печати» — рассказывает профессор Лох Киэн Пинг (Loh Kian Ping), руководитель отдела химии NUS, — «Мы разработали технологию, использующую альтернативный расслаивающий агент, в качестве которого используются слои органического нафталина, и применение этого агента позволило реализовать более эффективный метод получения монослойных материалов, нежели все другие остальные методы. Этот метод подходит для получения различных видов двумерных материалов и может обеспечить потребности в таких материалах нового направления печатаемой электроники, которое достаточно бурно развивается в последнее время».
