Ученые создали высокочастотный наномеханический резонатор из молибденита
 Изображение, а также основные характеристики созданного нанорезонатора. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Большая часть исследований в области двумерных материалов до сих пор в значительной степени сосредоточена на графене. Этот материал имеет множество преимуществ, но не обделен и недостатками, в частности, он не имеет прямой запрещенной зоны для носителей заряда. Таким образом, исследователи уже сейчас активно ищут аналогичные материалы на основе других веществ, где запрещенную зону не пришлось бы формировать искусственно.
Дисульфид молибдена, наоборот, представляет собой полупроводниковый кристалл с запрещенной зоной значительной ширины. Кроме того, он отличается и рядом других привлекательных физических свойств. К примеру, молибденит очень эластичен и прочен. Не удивительно, что постепенно внимание научных групп переключается на исследование такого рода материалов.
Продолжая работы в этом направлении, группа ученых из Case Western University (США) отчиталась о создании вибрирующих наноустройств на основе молибденита. Устройства создавались с помощью техники отслаивания, позволяющей производить очень маленькие пластинки для диафрагмы, подвешенной над полостью в подложке из диоксида кремния микронных размеров. Сформированные таким образом диафрагмы имеют размеры порядка 1 – 5 микрон. Их толщина может быть уменьшена до 1 молекулы, т.е. до плоскости атомов молибдена, зажатой между двумя плоскостями атомов серы, формирующими тригональную призматическую структуру (при этом между плоскостями сформирована ковалентная связь).
Изучение созданной структуры показало, что при комнатной температуре без каких-либо внешних воздействий под влиянием тепловых флуктуаций (броуновского движения) диафрагма данного нанорезонатора вибрирует. Как считают ученые, эту особенность созданной структуры впоследствии можно использовать для создания самых разнообразных наноэлектромеханических систем.
Стоит отметить, что хотя методика производства не является сложной, ранее подобные устройства не создавались из-за сложностей с обнаружением и считыванием сверхмалых колебаний молибдениртовых структур. Но в своей работе команде удалось применить новый чувствительный метод считывания высокочастотных сигналов (на основе лазерного интерферометра), позволивший предметно говорить о движении наноструктуры.
Как считают ученые, предложенная ими конструкция, а также методика ее контроля открывает путь к новому классу наноэлектромеханических систем на основе атомарно тонких двумерных полупроводниковых кристаллов. Подобные структуры могут использоваться в следующем поколении датчиков, преобразователей и наномашин, способных обнаруживать оптический или электрический сигнал на уровне броуновского движения.
Подробные результаты работы опубликованы в журнале ACS Nano.
Также по теме:
- Наностержень с лопастью позволяет собрать новый температурный датчик
- Наноантенна преобразует свет в заряд
- Нанорезонаторы «чувствуют» молекулы газа
- Фототранзистор сочетает в себе графен и хлорофилл
- Ученым удалось создать первый гигагерцовый генератор из графена
Источники: