Cеминар «Атомный дизайн полупроводниковых наноструктур на основе графена и халькогенидов переходных металлов» Александра Сергеевича Синицкого

25 ноября 2015 года в НИТУ «МИСиС» состоялся семинар «Атомный дизайн полупроводниковых наноструктур на основе графена и халькогенидов переходных металлов» Александра Сергеевича Синицкого, к.х.н., профессора Химического факультета Университета Небраски (г. Линкольн, Небраска, США).

Двумерные материалы, такие как графен, h-BN и халькогениды переходных металлов, привлекают огромный интерес научного сообщества как разнообразием физических свойств, так и несомненным потенциалом для их практического применения. Активные исследования двумерных материалов начались с измерений полевых транзисторов на основе графена, которые продемонстрировали его исключительные электрические свойства, такие как сверхвысокие мобильности носителей зарядов и проводимость. По этим параметрам графен значительно превосходит кремний, основной материал современной электроники. Однако в отличие от кремния, полупроводника с шириной запрещенной зоны ~1.1 эВ, графен является полуметаллом. Отсутствие запрещенной зоны в энергетическом спектре графена является серьезной преградой для создания графеновых логических устройств.

За последнее десятилетие был предложен ряд способов создания запрещенной зоны в графене. Наиболее перспективный способ связан с синтезом графеновых нанолент (ГНЛ) — узких полосок графена шириной всего в несколько атомов углерода. ГНЛ являются полупроводниками, и их запрещенная зона может варьироваться в широких пределах в зависимости от ширины нанолент и атомной структуры их краев. Поскольку возможности современных литографических методов используемых в полупроводниковой индустрии не позволяют создавать графеновые наноструктуры с атомным разрешением, необходима разработка альтернативных подходов к синтезу ГНЛ. В докладе были продемонстрированы примеры синтеза ГНЛ с атомным разрешением и обсуждены их физические свойства.

Отсутствие запрещенной зоны у графена также привело к росту интереса к двумерным полупроводниковым материалам на основе халькогенидов переходных металлов, таких как MoS2, MoSe2, WS2, WSe2 и TiS3. Вторая часть доклада была посвящена обсуждению электрических свойств этих материалов и их различных комбинаций. В частности, были рассмотрены свойства полевых транзисторов на основе двумерных материалов на сегнетоэлектрических подложках.

На семинаре присутствовали студенты, аспиранты и сотрудники кафедры ФНСиВТМ, а также центра энергоэффективности НИТУ «МИСиС». Доклад А.С. Синицкого вызвал живой интерес слушателей, в конце семинара состоялась оживленная дискуссия.

Перспективой сотрудничества кафедры ФНСиВТМ НИТУ «МИСиС» с Химическим факультетом Университета Небраски является создание совместной лаборатории по исследованию двумерных наноматериалов, перспективных в таких областях, как микроэлектроника, хранение и накопление энергии, оптика, сенсорика, биомедицина.

Визит А.С. Синицкого и прошедший семинар были организованы при поддержке гранта №К3-2015-012 НИТУ «МИСиС» в рамках реализации Программы повышения конкурентоспособности среди ведущих мировых научно-образовательных центров.

Директор Института биомедицинской инженерии Фёдор Сенатов на визионерской сессии «Прекрасное не далеко. Квантовый мир завтрашнего дня»Директор Института биомедицинской инженерии Фёдор Сенатов на визионерской сессии «Прекрасное не далеко. Квантовый мир завтрашнего дня»