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Dec 22, 2023

Nuove informazioni sul MoS2 monostrato coltivato con APCVD utilizzando il tempo

Scientific Reports volume 13,

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 4146 (2023) Citare questo articolo

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Nell’era moderna, le comunicazioni wireless a velocità ultraveloce sono una necessità del momento e la ricerca della sua soluzione attraverso scienze all’avanguardia è una nuova prospettiva. Per risolvere questo problema, le velocità di trasmissione dei dati in ordine di terabit al secondo (TBPS) potrebbero rappresentare un passo fondamentale per la realizzazione di reti emergenti di sesta generazione (6G) che utilizzano il regime di frequenza dei terahertz (THz). In questo contesto, sono state introdotte nuove classi di dichalcogenuri di metalli di transizione (TMD) come potenziali candidati per la tecnologia THz wireless di futura generazione. Qui, è stata adottata una strategia per sintetizzare un monostrato di alta qualità di bisolfuro di molibdeno (MoS2) utilizzando un sistema di deposizione chimica in fase vapore a pressione atmosferica (APCVD) sviluppato internamente. Inoltre, sono state studiate la trasmissione nel dominio del tempo e la conduttività del foglio, nonché è stato proposto un meccanismo plausibile di risposta terahertz per il MoS2 monostrato e confrontato con il MoS2 sfuso. Pertanto, i risultati ottenuti rappresentano un trampolino di lancio per utilizzare il monostrato MoS2 come potenziali materiali quantistici a beneficio dei dispositivi di comunicazione terahertz di prossima generazione.

La visione della connettività wireless (connettività di sesta generazione, 6G) sta attirando sempre più attenzione a causa delle sue implicazioni per la prossima era della società super intelligente, intelligenza artificiale, realtà virtuale, dispositivi indossabili intelligenti, veicoli autonomi, reti locali wireless (WLAN) , comunicazioni dei treni ad alta velocità (HST) e molto altro ancora1,2,3. L’idea alla base del 6G è raggiungere l’obiettivo delle trasmissioni di dati Tbps con una connettività ecologica ed ecologica per il miglioramento della qualità della vita per la prossima generazione. Poiché nella connettività wireless 6G è obbligatoria una velocità di traffico dati più elevata, l’introduzione di una banda di frequenza sottoutilizzata terahertz (THz) è un passo importante4,5 ampliando la banda operativa alla gamma di frequenza THz e quindi si possono aprire le porte per una velocità dati più elevata e una migliore efficienza spettrale. aperto. Tipicamente, il dominio THz indica la banda di frequenza tra le microonde e le frequenze ottiche poiché il suo intervallo spettrale è compreso tra 100 GHz e 10 THz. Questa gamma di frequenze comporta un enorme potenziale per l’implementazione di nuove tecnologie futuristiche basate sulla fotonica e sull’elettronica. Per l'applicazione nella vita reale del sistema di comunicazione senza fili, è necessario utilizzare materiali idonei per i componenti correlati che dovrebbero essere progettati e assemblati in modo efficiente e di natura compatta. Pertanto, alla ricerca dei materiali THz desiderati, la comunità scientifica sta ora esaminando i nuovi materiali 2D emergenti che possono sostituire i materiali sfusi esistenti6. I materiali a strati atomicamente sottili sono considerati eccezionalmente diversi a causa delle loro nuove proprietà fisiche, chimiche ed elettroniche come stabilità termica, maggiore mobilità, maggiore conduttività, sintonizzabilità del bandgap, risposta ottica a banda larga e proprietà THz sintonizzabili7. Pertanto, questi materiali mostrano un grande potenziale nel controllo dinamico della reattività THz insieme alla propagazione delle onde THz7. Una categoria specifica di materiali 2D, ovvero i diachalcogenuri dei metalli di transizione (TMD), ha catturato un'attenzione significativa grazie alla mobilità stabilizzata dei portatori e alla maggiore efficienza di modulazione. In questa serie, TMD semiconduttori monostrato con schermatura a basso dielettrico rivelano eccitoni fortemente legati8. Utilizzando un'adeguata eccitazione ottica, le proprietà eccitoniche dei TMD possono essere regolate nel tempo di reazione ultrarapido della fotoluminescenza (PL)9. È noto che l'assottigliamento di un grosso TMD a monostrato o pochi strati sposta il band gap da indiretto a diretto10. Tra tutti questi TMD, il MoS2 potrebbe essere il candidato più adatto e promettente per applicazioni THz grazie alle sue eccellenti proprietà elettroniche e fotoniche a temperatura ambiente11,12,13,14. Esistono diversi metodi per coltivare MoS2 monostrato, tra cui l'approccio CVD a pressione atmosferica (APCVD) è fortemente favorito grazie alla produzione più coerente, di alta qualità, su larga scala ed economicamente vantaggioso insieme ai processi in linea continui e senza vuoto .