Давление изменяет электронные свойства перспективного 2D-материала
Новая публикация в журнале Physical Review Letters коллектива, включающего нескольких сотрудников вашингтонского института Карнеги (Carnegie Institution for Science), сообщает о том, что дисульфид молибдена приобретает металлические свойства в условиях интенсивного давления.
Это вещество часто используется в сухих смазочных материалах и нефтеперегонных процессах, но полупроводниковые свойства и структура, подобная графену, открывают для него перспективы применения в электронике, и в частности, в фотоэлектронике.
Дисульфид молибдена образован слоем атомов молибдена, зажатом между двумя слоями атомов серы. Изменение этой структуры без введения примесей, по мнению теоретиков, могло бы позволить преобразовать MoS2 из полупроводника в металл.
Команда из Карнеги, включающая Александра Гончарова, Сергея Лобанова, Хайдун Чжана (Haidong Zhang) и Сяодзя Ченя (Xiao-Jia Chen), нашла как реализовать такое структурное изменение, сдавливая материал в ячейке с алмазными наковальнями (diamond anvil cell).
Они выяснили, что, по мере нарастания давления, примерно с 20 гигапаскалей (ГПа), в дисульфиде молибдена начинается фазовый переход, происходящий в результате латерального смещения слоев молибдена и серы. С достижением 40 ГПа процесс завершается полным изменением взаимного расположения атомных слоев по всему объему материала, после чего вещество превращается в проводник.
Также было установлено, что указанные фазовые изменения являются обратимыми — снижение давления возвращает дисульфид в исходное полупроводящее состояние.
Участники проекта, по заявлению Гончарова, намерены продолжить исследования, в частности, они попытаются дальнейшим повышением давления достичь состояния сверхпроводимости.