Molybdändisulfid MoS2 für Halbleiter und Chips

(Molybdändisulfid MoS2 wird für Halbleiter und Chips verwendet)

Molybdändisulfid (MoS2) gilt aufgrund seiner einzigartigen einschichtigen Atomstruktur und hervorragenden optoelektronischen Eigenschaften als vielversprechendste Alternative zu Silizium und wird in Zukunft zu einem der idealen Materialien für den Einsatz in Hightech-Bereichen wie Halbleitern, Transistoren und Chips.

Das Forschungsteam der EPFL verwendete Molybdändisulfid, um einen neuen Typ von Computerchip mit der Bezeichnung „gehirnähnliche Neuronenübertragung“ zu entwickeln. Dieser hat die Fähigkeit, Informationen im selben Schaltkreis zu verarbeiten und zu speichern, was eine neue Idee für die Miniaturisierung, hohe Effizienz und Energieeinsparung bei Computergeräten darstellt.

Molybdändisulfid ist ein zweidimensionales Übergangsmetallchalkogenidmaterial (TMDC) mit graphenähnlicher Schichtstruktur und Halbleitern mit direkter Bandlücke, die Graphen nicht hat. Molybdändisulfid wird durch Stapeln von drei Atomebenenschichten (S-Mo-S) hergestellt. Es hat eine große spezifische Oberfläche, eine hohe Elektronenübertragungsrate, ist antimagnetisch, verbraucht wenig und ist umweltfreundlich, energiesparend und effizient, hat eine hohe Stabilität und kann in großem Maßstab produziert werden. Es ist ein ideales Material für optische und elektronische Geräte.

EPFL-Forscher haben das zweidimensionale Material Molybdändisulfid erstmals erfolgreich auf Chips angewendet, die Datenspeicherung und logische Operationen integrieren. Damit wird der traditionelle Computermodus, bei dem Daten von der zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) verarbeitet und dann auf die Festplatte übertragen werden, auf den Kopf gestellt. Die entsprechenden Ergebnisse wurden auf Nature veröffentlicht.

Die neuen Chips basieren auf Floating-Gate-Feldeffekttransistoren (FGFET) und werden häufig in Flash-Speichersystemen für Kameras, Mobiltelefone oder Computergeräte verwendet. Diese Transistoren können Ladung für lange Zeit speichern, und Molybdändisulfid mit nur drei Atomschichten kann nicht nur das Volumen elektronischer Geräte weiter reduzieren, sondern weist auch eine hohe Empfindlichkeit gegenüber der im Transistor gespeicherten Ladung auf. Daher können logische Operationen und Datenspeicherfunktionen gleichzeitig realisiert werden.

Molybdändisulfid hat nicht nur ein großes Anwendungspotenzial im Bereich der Optoelektronik, beispielsweise bei Halbleitern und Nanotransistoren, sondern kann auch als Schmiermittel, Antioxidationsmittel, Katalysator usw. verwendet werden. Es wird häufig in der Luftfahrt, der Automobilindustrie, im Bergbau, im Schiffbau, bei Lagern und in anderen Industriebereichen eingesetzt.

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