(Top) Illustrationen viser en 2-D molybdændisulfid (MoS2) halvleder med strukturelle defekter såsom manglende overfladeatomer. (Bund) Behandling af 2D-halvlederen med en supersyre helbreder strukturelle defekter og forbedrer materialets elektroniske ydeevne.
Design af bærbare sensorer eller andre enheder kræver robuste, fleksibel elektronik. Ekstremt tynde film, kun et atom tykt, såsom molybdændisulfid (MoS2), holde løfte. Syntese af disse materialer er påkrævet for deres kommercialisering. Men nutidens tynde film er plaget af strukturelle defekter. Disse defekter forringer enhedens ydeevne. Forskere ved New York University og Center for Functional Nanomaterials har implementeret en supersyrebehandling til helbredende defekter i tynde MoS2-film. De viste, at denne enkle kemiske behandling er kompatibel med fremstilling af elektroniske enheder. Også, processen øger enhedens ydeevne ved at reducere tætheden af defekter i materialet.
Bærbare computere er en ny trend. For at udnytte denne tendens, industrien har brug for mekanisk fleksible enheder. Tynde film kan muliggøre strømbesparende og højhastighedsenheder. Dette arbejde er et vigtigt skridt i retning af at realisere bærbare enheder.
Den atomare tynde natur af lagdelte 2-D halvledere giver anledning til en række unikke fysiske egenskaber, som ofte ikke findes i traditionelle bulk-halvledere som silicium. Disse fysiske egenskaber kan muliggøre en ny familie af enheder, fra sensorer til logiske kontakter, som har overlegen ydeevne sammenlignet med deres konventionelle modparter. Fremstilling af fejlfrie 2D-materialer i stor skala understøtter oversættelsen af grundlæggende videnskabelige undersøgelser til rigtige produkter. Imidlertid, syntetiske 2D-materialer er plaget med et stort antal defekter, der undertrykker mange af deres nyttige egenskaber. I den igangværende søgen efter at opnå store fejlfrie 2-D halvledere, forskere ved New York University har vist, at en supersyrebehandling øger ydeevnen af enheder lavet af monolag 2-D MoS2. I samarbejde med forskere ved Center for Funktionelle Nanomaterialer, de brugte en avanceret materialekarakteriseringsteknik, kaldet Nano-Auger, at studere strukturen af 2-D MoS2 på atomær skala. De opdagede, at supersyrebehandlingen for det meste er effektiv til at helbrede defekter i de områder af MoS2, der mangler svovlatomer.
Disse fund er vigtige skridt mod at realisere højtydende enheder fra syntetiske 2-D halvledere.