Postigli su rezultat zahvaljujući istraživanjima koja su otkrila definitivne uslove termohemijske sinteze heterostruktura na osnovu dihalkogenida prelaznih metala (u daljem tekstu: DPM) MoS2, WS2, MoSe2 i WSe2.
Ultratanki filmovi disulfida i diselenida prelaznih metala (posebno molibdena i volframa) dosta efikasno apsorbuju svetlost. Ovo je uslovljeno činjenicom da pri vrlo maloj dimenziji kristala DPM apsorpcija svetlosti može da ide bez učešća fonona — kolebanja rešetke.
Istovremeno na površini ovakvih nanokristala mogu da se steknu uslovi za cepanje molekula vode na vodonik i kiseonik. Zahvaljujući tome, ultratanki DPM filmovi imaju perspektivu u foto-elektrokatalizi i izradi više savremenih optoelektronskih uređaja — od fotodetektora do fotovoltaičkih pretvarača.
„Važno je da se višeslojni film formira uz poštovanje određenih uslova za izradu posebnih slojeva DPM, koje neće izazvati povredu prethodnog nanetog tankog sloja filma drugog DPM-materijala. Istražili smo uslove za izradu kvalitetnih ultratankih filmova DPM metodom termohemijske obrade metalnih i metalnooksidnih tankih filmovskih prekursora Mo i W u pari sumpora ili selena, a takođe u vodonik-sulfidu“, izjavio je za RIA Novosti stručnjak u oblasti impulsnog i laserskog taloženja tankih filmova i nanostruktura, inženjer NINU MIFI Dmitrij Fominskij.
Prema njegovim rečima, dobijeni filmovi su proučavani pomoću kombinacije savremenih metoda, i to: optičke i skenirajuće elektronske mikroskopije, spektroskopije kombinacionog rasejanja svetlosti, rendgenske fotoelektronske spektroskopije. Istraživanja su pokazala da je pretvaranje filma koji sadrži Mo, u pari sumpora ili vodonik-sulfida, zavisilo od hemijskog stanja polaznog prekursora koji je napravljen metodom impulsnog laserskog taloženja (u daljem tekstu: ILT).
Korišćenje ILT je dozvolilo pripremu tankog filma — „podloge“ sa zadatom debljinom i hemijskim sastavom. Ovo je pomoglo naučnicima da odrede uslove efikasnog sulfidovanja filmova Mo i MoOh, u svrhu dobijanja ultratankih filmova MoS2 pri temperaturi ispod 500°S.
„Takođe smo dobili filmove diselenida prelaznih metala, a posebno diselenida volframa sa savršenom kristalnom 2H-rešetkom. Dakle, otvara se mogućnost da se dobiju ultratanki poluprovodnički filmovi tipa Mo(W)SxSe2-x, čija se korisna svojstva regulišu koncentracijom metala (W/Mo) i halkogena (S/Se)“, rekao je Dmitrij Fominskij.
Autori su prezentovali rezultate istraživanja na 16. Međunarodnoj konferenciji „Novi materijali: Tolerantno nuklearno gorivo“. Ističu da se tehnološki i temperaturni „razmaci“ formiranja sulfida molibdena i selenida volframa umnogome preklapaju. Međutim, kako kažu stručnjaci NINU MIFI, koristeći različite (metalne, metalnooksidne) prekursore i aktivne sredine koje sadrže halkogen, moguće je odabrati takve uslove koji su potrebni za izradu ultratankih filmova sa zadatim strukturnim i hemijskim karakteristikama.
Ukoliko filmovi mogu da budu fotokatalizatori, ubuduće bi ovo moglo da doprinese efikasnijoj proizvodnji komponenata solarnog goriva (vodonika i kiseonika) iz vode, bez korišćenja skupocenih materijala platinaste grupe.