Международная группа учёных предложила способ синтеза материала, обычно получаемого сложно. Химики использовали олово и серу, нагрев их особым образом, для создания ультратонкой кристаллической плёнки с необычными свойствами.
Моносульфид олова (SnS) и дисульфид олова (SnS2) перспективны для спин-долинной электроники. В отличие от обычных полупроводниковых металлов, которые используют только заряд электрона, новый класс может пропускать поляризованный ток, в котором дополнительная информация закодирована в квантовых свойствах электронов. спин Электрон, а именно внутренний момент импульса, и долина — энергетическая область внутри кристалла.
Такой потенциал пригодится при создании компактных и безопасных устройств для быстрой обработки большого объёма данных или для вживления в тело человека, а также для фотодетекторов. Спинтронику (использующую спин частицы), например, применяют на практике для увеличения емкости жестких дисков.
Кроме того, моносульфид олова обладает такими интересными свойствами, как… сегнетоэлектричество Деформация материала в плоскости, параллельной напряжению, может быть вызвана сдвигом или определенной суммой сил. Использование этих преимуществ сложно, поскольку исходные вещества могут вести себя предсказуемо.
Международная группа учёных из Японии и Великобритании смогла синтезировать монослой сульфида олова большой площади без сложного и дорогостоящего оборудования из порошков серы и олова. Для контроля процесса оба компонента нагревали особым способом и выращивали кристаллы на кремниевых подложках. Концентрацию паров регулировали, перемещая источник серы ближе или дальше от олова.
Моделирование показало, что низкие уровни серы должны давать моносульфид олова, а высокие — дисульфид. Эксперименты это подтвердили. Затем наружные слои испарялись, переходя из твердого в газообразное состояние и оставляя тончайшую пленку толщиной до нескольких десятков микрометров. Термодинамические расчеты подтвердили воспроизводимость роста кристаллов, то есть возможность получения кристаллов с одинаковыми параметрами при повторении процесса выращивания в тех же условиях.
Ученые получили материал методом контролируемой сублимации объемных кристаллов моносульфида олова, прямого превращения твердого вещества в пар без плавления при нагревании. Из-за управления селективностью реакции удается выделять нужный продукт в нужном количестве. Предложенная технология открывает возможности для создания более совершенных и эффективных электронных устройств на основе высококачественного сульфида олова.
Научная работа опубликована в журнале Nano Letters.
