Различные материалы одноатомной толщины, в том числе и полупроводники, считаются самыми перспективными материалами для изготовления светодиодных дисплеев, солнечных батарей и крошечных транзисторов. Но, широкому внедрению таких материалов препятствует в большинстве случаев отсутствие технологий производства таких материалов в промышленных масштабах. А если такие технологии и существуют, то получаемые при их помощи материалы имеют достаточно большое количество дефектов, которые пагубно влияют на их электронные и оптические характеристики. Группа исследователей из Калифорнийского университета в Беркли и Национальной лаборатории имени Лоуренса разработали технологию, которая сделает возможным применение одноатомных полупроводниковых материалов в самом ближайшем времени. Ведь эта технология позволяет обнаружить и устранить практически все виды дефектов материала, возникших в ходе его производства.

Для обнаружения и устранения дефектов пленка дисульфида молибдена (MoS₂) была помещена в раствор одной из сильных органических кислот.

Эта кислота, активированная при помощи дополнительных уловок, удалила с поверхности загрязнения, извлекла посторонние атомы примесей из кристаллической решетки дисульфида молибдена и заполнила образованные пустоты недостающими атомами при помощи химического процесса, называемого протонацией (protonation). В результате фотолюминесцентная эффективность материала увеличилась от 1 до 100 процентов.

«Наша работа позволила получить первый практически идеальный оптоэлектронный материал. Такая чистота материала является недостижимой даже при использовании самых совершенных методов его производства» – рассказывает Али Джейви (Ali Javey), профессор из Калифорнийского университета.

В своих исследованиях ученые использовали дисульфида молибдена как один из наиболее перспективных одноатомных полупроводниковых материалов.

Толщина слоя этого материала равна 0.7 нанометра, что меньше толщины молекулы ДНК, которая равна 2.5 нанометрам. Этот материал является предметом повышенного интереса из-за низкого уровня поглощения им света и достаточно высокой механической прочности, что делает его идеальным кандидатом для изготовления прозрачных и гибких электронных устройств, таких, как тонкопленочные дисплеи.

Удаление дефектов одноатомных материалов позволит улучшить характеристики изготавливаемых из них транзисторов, которые станут основой новых цифровых чипов, обладающих высокой производительностью и потребляющих незначительное количество энергии во время своей работы. Кроме этого,

использование микроскопических транзисторов позволит обеспечить выполнение закона Гордона Мура еще достаточно долгое время.