Новый материал на основе сульфида молибдена может быть использован для создания гибких и прозрачных дисплеев или различных компонентов оптоэлектронных микросхем.

Специалисты из Университета Вены под руководством профессора Томаса Мюллера при теоретической поддержке профессора Сколтеха Василия Перебейноса создали источник света из однослойного сульфида молибдена (MoS₂). Небольшие полоски из однослойного MoS2, подвешенные в вакууме, прикреплялись к металлическим электродам. Пропускание через них электрического тока позволило нагреть сульфид молибдена до высоких температур и вызвать свечение. 

Полупроводники на основе слоистых дихалькогенидов переходных металлов, такие как MoS₂ и селенид вольфрама (WSe₂), демонстрируют ряд привлекательных свойств для их использования в электронных и оптоэлектронных устройствах. К таким свойствам относятся низкая теплопроводность и высокий коэффициент Зеебека (важный показатель для термоэлектроники), что делает их перспективными для применения в области термоэлектроники. Кроме того, при уменьшении количества атомарных слоев дихалкогенидов становится возможным эффективное поглощение света путем возбуждения связанных электрон-дырочных пар или экситонов. Это, в свою очередь, приводит к фото- и электролюминесценции в моноcлоях. 

В новом исследовании ученые продемонстрировали, что монослойная пленка длиной 150 нм из MoS₂, свободно подвешенная в вакууме, излучает видимый свет в результате Джоулева нагрева. Из-за плохой теплопроводности MoS₂ температура может достигать 1600 K.

«Пока мы продемонстрировали наши результаты на лампочке размером всего 50 нм — не вся наша полоска светилась с приложением напряжения, а только ее подвешенная часть, — рассказывает профессор Сколтеха Василий Перебейнос. — Полученный нами новый тип светоизлучателя может быть интегрирован в микросхемы и проложить путь к созданию атомaрно тонких, гибких и прозрачных дисплеев и полупроводников из дихалькогенидов».