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Dec 22, 2023

Novos insights sobre APCVD cultivado em monocamada MoS2 usando o tempo

Relatórios Científicos volume 13,

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 4146 (2023) Citar este artigo

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Na era moderna, as comunicações sem fio em velocidade ultrarrápida são a necessidade do momento e a busca por sua solução por meio de ciências de ponta é uma nova perspectiva. Para resolver esse problema, as taxas de dados na ordem de terabits por segundo (TBPS) podem ser um passo fundamental para a realização de redes emergentes de sexta geração (6G) utilizando o regime de frequência terahertz (THz). Neste contexto, uma nova classe de dicalcogenetos de metais de transição (TMDs) foram introduzidos como candidatos potenciais para a tecnologia sem fio THz de geração futura. Aqui, uma estratégia foi adotada para sintetizar monocamada de alta qualidade de dissulfeto de molibdênio (MoS2) usando configuração de deposição de vapor químico de pressão atmosférica (APCVD) desenvolvida localmente. Além disso, a transmissão no domínio do tempo e a condutividade da folha foram estudadas, bem como um mecanismo plausível de resposta terahertz para monocamada MoS2 foi proposto e comparado com MoS2 em massa. Portanto, os resultados obtidos estabelecem um trampolim para empregar a monocamada MoS2 como potenciais materiais quânticos, beneficiando os dispositivos de comunicação terahertz da próxima geração.

A visão da conectividade sem fio (conectividade de sexta geração, 6G) está chamando cada vez mais atenção devido às suas implicações para a próxima era da sociedade superinteligente, inteligência artificial, realidade virtual, smart wearable, veículos autônomos, redes locais sem fio (WLANs). , comunicações de trem de alta velocidade (HST) e muito mais1,2,3. A ideia por trás do 6G é atingir a meta de transmissão de dados Tbps com conectividade ecológica e verde para melhorar a qualidade de vida da próxima geração. Como a taxa de tráfego de dados mais alta é obrigatória na conectividade sem fio 6G, a introdução da banda de frequência terahertz (THz) subutilizada é um passo importante4,5 ao ampliar a banda operacional para a faixa de frequência THz e, portanto, portas para taxa de dados mais alta e melhor eficiência espectral podem ser abriu. Normalmente, o domínio THz significa a banda de frequência entre as frequências de micro-ondas e ópticas, pois sua faixa espectral fica entre 100 GHz e 10 THz. Essa faixa de frequência carrega um tremendo potencial para a implantação de novas tecnologias futuristas baseadas em fotônica e eletrônica. Para aplicação na vida real do sistema de comunicação sem fio, materiais adequados precisam ser utilizados para componentes relacionados que devem ser projetados e montados de maneira eficiente e de natureza compacta. Portanto, em busca de materiais THz desejados, a comunidade científica agora está olhando para materiais 2D emergentes que podem substituir os materiais a granel existentes6. Os materiais de camadas atomicamente finas são considerados excepcionalmente diferentes devido às suas novas propriedades físicas, químicas e eletrônicas, como estabilidade térmica, maior mobilidade, maior condutividade, ajuste de bandgap, resposta óptica de banda larga e propriedades de THz ajustáveis7. Assim, esses materiais apresentam grande potencial em controlar dinamicamente a responsividade THz juntamente com a propagação da onda THz7. A categoria específica de materiais 2D, ou seja, diacalcogenetos de metais de transição (TMDs), tem atraído atenção significativa por causa da mobilidade estabilizada do portador e maior eficiência de modulação. Nesta série, TMDs semicondutores de monocamada com blindagem dielétrica baixa revelam excitons fortemente ligados8. Usando excitação óptica adequada, as propriedades excitônicas de TMDs podem ser ajustadas em tempo de reação ultrarrápido de fotoluminescência (PL)9. Está bem estabelecido que o afinamento de um grande volume de TMDs para monocamada ou poucas camadas muda o band gap de indireto para direto10. Entre todos esses TMDs, o MoS2 pode ser o candidato mais adequado e promissor para aplicações em THz devido às suas excelentes propriedades eletrônicas e fotônicas em temperatura ambiente11,12,13,14. Existem vários métodos para cultivar MoS2 monocamada, dos quais, a abordagem CVD de pressão atmosférica (APCVD) é fortemente favorecida devido à produção mais consistente, de alta qualidade, grande e econômica, juntamente com processos em linha contínuos e sem vácuo .