Американские ученые разработали методику исследования изменения структуры поликристаллических пленок дисульфидов переходных металлов под действием электрического тока с помощью просвечивающей электронной микроскопии. На примере дисульфида молибдена авторы обнаружили, что важнейшую роль в разрушении пленки играют пустоты на границе зерен, которые растут за счет миграции атомов молибдена и серы.

Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Nano.

Двумерные полупроводники, такие как графен и нитрид бора, имеют большой потенциал для применения в электронных устройствах нового поколения. В последние годы для создания более стабильных полупроводниковых материалов с нужными электрическими, оптическими и каталитическими свойствами синтезируют слоистые структуры дихалькогенидов переходных металлов с заданными дефектами.

Так, например, электрические свойства границ между зернами дихалькогенидов, полученными в газовой фазе, отличаются от свойств остальной структуры и зависят от угла наклона границ зерен. Недавние исследования показали, что эти границы в процессе работы устройства сильнее нагреваются и окисляются, что сокращает срок службы материала. Подобные явления объясняют наличием нанопор и вакансий атомов серы в пленке.

Для изучения зависимостей свойств от динамических изменений структуры слоев, через материал пропускают электрический ток и с помощью просвечивающего электронного микроскопа следят за изменением электрического ответа материала в зависимости от нанофизических явлений в структуре материала. Подобные эксперименты технически сложно осуществить, поэтому исследований однослойных структур дихалькогенидов переходных металлов этим методом не так много.

Акшай Мурти (Akshay A. Murthy) с коллегами из Северо-Западного университета разработали методику синтеза и изучения изменения структуры поликристаллических пленок однослойного дисульфида молибдена под действием тока смещения методом просвечивающей электронной микроскопии.