Новости

Dec 22, 2023

Новый взгляд на монослой MoS2, выращенный методом APCVD с использованием времени

Научные отчеты, том 13,

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 4146 (2023) Цитировать эту статью

1303 Доступа

Подробности о метриках

В современную эпоху сверхбыстрая беспроводная связь является необходимостью, и поиск ее решения с помощью передовых научных достижений представляет собой новую перспективу. Для решения этой проблемы скорость передачи данных порядка терабит в секунду (TBPS) может стать ключевым шагом для реализации новых сетей шестого поколения (6G), использующих частотный режим терагерца (ТГц). В этом контексте новый класс дихалькогенидов переходных металлов (TMD) был представлен в качестве потенциальных кандидатов для беспроводной терагерцовой технологии будущего поколения. Здесь была принята стратегия синтеза высококачественного монослоя дисульфида молибдена (MoS2) с использованием собственной разработки установки химического осаждения из паровой фазы при атмосферном давлении (APCVD). Кроме того, были изучены пропускание во временной области и проводимость листа, а также был предложен вероятный механизм терагерцового отклика для монослоя MoS2 и сравнен с объемным MoS2. Таким образом, полученные результаты закладывают основу для использования монослоя MoS2 в качестве потенциальных квантовых материалов, которые принесут пользу устройствам терагерцовой связи следующего поколения.

Концепция беспроводной связи (подключение шестого поколения, 6G) привлекает все больше и больше внимания из-за ее последствий для предстоящей эпохи сверхумного общества, искусственного интеллекта, виртуальной реальности, умных носимых устройств, автономных транспортных средств, беспроводных локальных сетей (WLAN). , связь на высокоскоростных поездах (HST) и многое другое1,2,3. Идея 6G заключается в достижении цели передачи данных (Тбит/с) с экологически чистым и экологичным подключением для улучшения качества жизни будущего поколения. Поскольку более высокая скорость трафика данных обязательна для беспроводной связи 6G, введение недостаточно используемого диапазона частот терагерцового диапазона (ТГц) является важным шагом4,5 за счет расширения рабочей полосы до диапазона частот ТГц и, следовательно, могут быть открыты двери для более высокой скорости передачи данных и лучшей спектральной эффективности. открыл. Обычно ТГц область обозначает полосу частот между микроволновыми и оптическими частотами, поскольку ее спектральный диапазон лежит между 100 ГГц и 10 ТГц. Этот диапазон частот несет в себе огромный потенциал для внедрения новых футуристических технологий, основанных на фотонике и электронике. Для реального применения системы беспроводной связи необходимо использовать подходящие материалы для соответствующих компонентов, которые должны быть спроектированы и собраны эффективным образом и компактными по своей природе. Поэтому в поисках желаемых ТГц материалов научное сообщество сейчас рассматривает новые 2D-материалы, которые могут заменить существующие объемные материалы6. Атомнотонкие слоистые материалы считаются исключительно разными из-за их новых физических, химических и электронных свойств, таких как термическая стабильность, более высокая подвижность, большая проводимость, возможность настройки запрещенной зоны, широкополосный оптический отклик и настраиваемые ТГц свойства7. Таким образом, эти материалы обладают большим потенциалом в динамическом управлении ТГц чувствительностью наряду с распространением ТГц волн7. Особая категория 2D-материалов, то есть диахалькогениды переходных металлов (TMD), привлекла значительное внимание из-за стабилизированной подвижности носителей и более высокой эффективности модуляции. В этой серии монослойные полупроводниковые ДМД с низким диэлектрическим экранированием обнаруживают сильносвязанные экситоны8. Используя правильное оптическое возбуждение, экситонные свойства TMD можно настроить на сверхбыстрое время реакции фотолюминесценции (PL)9. Хорошо известно, что утончение объемных ДПМ до монослоя или нескольких слоев смещает запрещенную зону с непрямой на прямую10. Среди всех подобных TMD MoS2 может быть наиболее подходящим и многообещающим кандидатом для ТГц приложений из-за его превосходных электронных и фотонных свойств при комнатных температурах11,12,13,14. Существует несколько методов выращивания монослоя MoS2, из которых предпочтение отдается методу CVD при атмосферном давлении (APCVD) из-за наиболее стабильного, высокого качества, большого производства и экономичности, а также безвакуумных и непрерывных поточных процессов. .