Gli scienziati del Politecnico di Tomsk ei loro colleghi tedeschi hanno condotto un esperimento che dimostra il comportamento di aree di materiali bidimensionali. Lo studio ha applicazioni nella creazione di display flessibili per smartphone e altri gadget, schemi ottici e informatici flessibili, celle solari flessibili e così via. Gli scienziati stanno lavorando a una tecnologia per osservare come i materiali interagiscono su scala nanometrica, per determinare la deformazione locale che si verifica durante la loro interazione, e persino vedere difetti dei materiali su scala nanometrica che consentiranno di migliorare i componenti della nanoelettronica. Il risultato dello studio è stato pubblicato in Nano lettere .

"Attualmente, nel campo dell'elettronica e della tecnologia digitale, c'è una tendenza a miniaturizzare i dispositivi. Questa tendenza è più rilevante per i transistor, " afferma il prof. Raul Rodrigez del Dipartimento di laser e tecnologia dell'illuminazione. "Oggi, esistono moderne tecnologie che consentono la creazione di transistor con una larghezza di canale da 12 a 14 nanometri, mettendo così più transistor nel processore, aumentare la produttività di smartphone e altri dispositivi elettronici in miniatura. Per migliorare ulteriormente queste tecnologie e creare transistor di dimensioni ancora più piccole, dovremmo capire come si comporta il materiale semiconduttore quando interagisce con i metalli e come le sue proprietà cambiano su scala nanometrica".

In precedenza, secondo gli scienziati, i materiali componenti l'elettronica moderna sono stati studiati solo alla macro e micro scala, ma i dati ottenuti non sono sempre stati sufficienti per comprendere l'interazione dei materiali tra loro. Nel documento pubblicato gli scienziati hanno dimostrato per la prima volta come si comportano i materiali componenti della nanoelettronica avanzata su scala nanometrica.

"Per la creazione della linea completa di diversi dispositivi utilizzati nella nanoelettronica, in particolare quelli flessibili, sono richieste varie classi di materiali bidimensionali, compresi i semiconduttori. Il bisolfuro di molibdeno è uno dei semiconduttori più famosi. Il nostro obiettivo era studiare la deformazione che si verifica in questo materiale su scala nanometrica, così come i processi del suo allungamento o compressione in diverse strutture e campi, " affermano gli autori del documento di ricerca.

Gli scienziati hanno utilizzato nanotriangoli d'oro. Su di essi sono stati posti due monostrati di bisolfuro di molibdeno, che si sono trasformati a causa della forma convessa dei nanotriangoli, causando una deformazione locale dell'1,4%.

"La tensione è maggiore di quanto ci aspettassimo inizialmente di vedere. In generale, non avevamo l'obiettivo di creare la massima tensione possibile, ma è interessante che la semplice applicazione di sottili strati di bisolfuro di molibdeno sul metallo possa causare deformazioni così significative. Questo è molto importante per capire cosa succede quando un semiconduttore (bisolfuro di molibdeno) entra in contatto con un conduttore (oro) se vogliamo creare un nanodispositivo, " dice il prof. Rodrigez. "Nel nostro lavoro, mostriamo che non possiamo trascurare l'interazione tra un film sottile e un substrato nei nanodispositivi elettronici. Quando si studiano questi materiali, tutte le loro proprietà sono studiate su un substrato piano. Però, un metallo utilizzato negli elettrodi può modificare le proprietà del materiale. Questo è inevitabile, ma forse può essere sfruttato."

Raul Rodrigez specifica che l'articolo pubblicato è stato il primo a descrivere tali misurazioni locali di deformazione. L'esperimento ha utilizzato la spettroscopia Raman potenziata con la punta (TERS) che combina metodi di spettroscopia ottica e microscopia a forza atomica. L'elemento principale della tecnologia è una nano-antenna d'oro incorporata nel microscopio a forza atomica. La sua dimensione varia dai micron alla base ai nanometri alla punta. Una nanoparticella è posta sulla punta dell'antenna e gli scienziati studiano solo i segnali ricevuti da questa nanoparticella. Gli scienziati sottolineano che il metodo TERS è applicabile sia per lo studio della deformazione locale e dei processi di interazione delle particelle sia per il rilevamento di difetti in determinati materiali su scala nanometrica.