การสร้างและศึกษาลักษณะของวัสดุเชิงแบนเดอร์วาลส์ที่ประกอบจากโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์

Abstract

โมลิบดีนัมไดซัลไฟด์เป็นวัสดุสองมิติจำพวกโลหะทรานซิชันไดแคลโคเจนไนด์ ซึ่งมีคุณสมบัติคือทนทานแข็งแรง และยืดหยุ่นได้ดีแต่ยังคงมีขนาดที่เล็ก มีค่าช่องว่างแถบพลังงานแบบตรงกันประมาณ 1.8 eV ซึ่งถือว่าสูงมากเมื่อเทียบกับวัสดุสองมิติอื่น จึงมักจะเป็นตัวเลือกหนึ่งที่ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อใช้ประโยชน์ทั้งในด้านการแปลงพลังงานและการกักเก็บพลังงาน รวมถึงการใช้งานในพวกอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์เชิงแสง นอกจากนี้การนำโครงสร้างที่แตกต่างกันของวัสดุสองมิติมาวางซ้อนกันด้วยแรงแวนเดอร์วาลส์อาจจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสมบัติบางประการได้ ในงานวิจัยนี้จะทำการสร้างและศึกษาลักษณะของโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ที่มีแรงแวนเดอร์วาลส์มากเกี่ยวข้องสองประการ ประการแรกคือศึกษาสเปกตรัมรามานของโมลิบดีไดซัลไฟด์ที่ซ้อนกันสองชั้นด้วยมุมบิดเล็กๆ เปรียบเทียบกับแบบหนึ่งชั้นและสองชั้นของโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ ผลที่ได้คือ ค่าพีคสูงสุดทั้งสองพีคและระยะห่างระหว่างพีคของแบบที่ซ้อนกันด้วยมุมบิดจะมีค่าอยู่ระหว่างโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ที่เป็นแบบหนึ่งชั้นกับสองชั้น และความเข้มได้จากสองชั้นแบบมุมบิดมีค่าน้อยกว่าที่เป็นสองชั้นปกติแค่เล็กน้อยแสดงให้เห็นว่าถึงแม้จะมีสองชั้นเหมือนกันแต่การปรับเปลี่ยนมุมจะปรับเปลี่ยนรูปแบบลวดลาย (Moire pattern) ซึ่งจะส่งผลต่อสมบัติบางประการเปลี่ยนแปลงไป ประการที่สองคือศึกษาค่าทางไฟฟ้าของโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ที่อยู่บนเฮกซะโกนอลโบรอนไนไตรด์ โดยสร้างเป็นทรานซิสเตอร์สนามไฟฟ้าแล้วจึงนำไปวัดค่าทางไฟฟ้า ซึ่งค่า mobility ของโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์สามารถวัดได้ประมาณ 2.25 cm²/V.s ที่อุณหภูมิห้อง