Постигли су резултат захваљујући истраживањима која су открила дефинитивне услове термохемијске синтезе хетероструктура на основу дихалкогенида прелазних метала (у даљем тексту: ДПМ) MoS2, WS2, MoSe2 i WSe2.
Ултратанки филмови дисулфида и диселенида прелазних метала (посебно молибдена и волфрама) доста ефикасно апсорбују светлост. Ово је условљено чињеницом да при врло малој димензији кристала ДПМ апсорпција светлости може да иде без учешћа фонона — колебања решетке.
Истовремено на површини оваквих нанокристала могу да се стекну услови за цепање молекула воде на водоник и кисеоник. Захваљујући томе, ултратанки ДПМ филмови имају перспективу у фото-електрокатализи и изради више савремених оптоелектронских уређаја — од фотодетектора до фотоволтаичких претварача.
„Важно је да се вишеслојни филм формира уз поштовање одређених услова за израду посебних слојева ДПМ, које неће изазвати повреду претходног нанетог танког слоја филма другог ДПМ-материјала. Истражили смо услове за израду квалитетних ултратанких филмова ДПМ методом термохемијске обраде металних и металнооксидних танких филмовских прекурсора Мо и W у пари сумпора или селена, а такође у водоник-сулфиду“, изјавио је за РИА Новости стручњак у области импулсног и ласерског таложења танких филмова и наноструктура, инжењер НИНУ МИФИ Дмитриј Фоминскиј.
Према његовим речима, добијени филмови су проучавани помоћу комбинације савремених метода, и то: оптичке и скенирајуће електронске микроскопије, спектроскопије комбинационог расејања светлости, рендгенске фотоелектронске спектроскопије. Истраживања су показала да је претварање филма који садржи Мо, у пари сумпора или водоник-сулфида, зависило од хемијског стања полазног прекурсора који је направљен методом импулсног ласерског таложења (у даљем тексту: ИЛТ).
Коришћење ИЛТ је дозволило припрему танког филма — „подлоге“ са задатом дебљином и хемијским саставом. Ово је помогло научницима да одреде услове ефикасног сулфидовања филмова Мо и МоОх, у сврху добијања ултратанких филмова МоС2 при температури испод 500°С.
„Такође смо добили филмове диселенида прелазних метала, а посебно диселенида волфрама са савршеном кристалном 2Х-решетком. Дакле, отвара се могућност да се добију ултратанки полупроводнички филмови типа Мо(W)СxСе2-x, чија се корисна својства регулишу концентрацијом метала (W/Мо) и халкогена (С/Се)“, рекао је Дмитриј Фоминскиј.
Аутори су презентовали резултате истраживања на 16. Међународној конференцији „Нови материјали: Толерантно нуклеарно гориво“. Истичу да се технолошки и температурни „размаци“ формирања сулфида молибдена и селенида волфрама умногоме преклапају. Међутим, како кажу стручњаци НИНУ МИФИ, користећи различите (металне, металнооксидне) прекурсоре и активне средине које садрже халкоген, могуће је одабрати такве услове који су потребни за израду ултратанких филмова са задатим структурним и хемијским карактеристикама.
Уколико филмови могу да буду фотокатализатори, убудуће би ово могло да допринесе ефикаснијој производњи компонената соларног горива (водоника и кисеоника) из воде, без коришћења скупоцених материјала платинасте групе.