科學家找到吸光超薄膜的制備方法

過渡金屬（尤其是鉬和鎢）的二硫化物和二硒化物超薄膜的特點是光吸收十分高效。這是因為在過渡金屬二硫化物的晶體尺寸非常小時，光的吸收可以在沒有聲子的參與（晶格振動）下進行。 

同時，水分子可在這些納米晶體表面分解成氫和氧，這使超薄過渡金屬二硫化物薄膜在光電催化和制備眾多現代光電器件（從光電探測器到光伏轉換器）方面很有前景。

薄膜和納米結構脈衝激光沈積領域專家、NRNU MEPhI工程師德米特里·福明斯基向俄羅斯衛星通訊社表示：“選擇條件打造單層過渡金屬二硫化物而不破壞預先施加的用另一種過渡金屬二硫化物材料製成的薄膜層後，形成多層膜很重要。我們通過熱處理硫或硒蒸汽及硫化氫中金屬和金屬氧化物薄膜前體Mo和W的方法研究了獲得高質量過渡金屬二硫化物超薄膜的條件。”

使用脈衝激光沈積可制備給定厚度和化學成分的“晶種”薄膜。這有助科學家確定鉬和氧化鉬薄膜有效硫化的條件，以便在低於500°С的溫度下制備二硫化鉬（MoS2）超薄膜。 

德米特里·福明斯基表示：“我們還制備了過渡金屬二硒化物膜，特別是二硒化鎢膜，具有足夠完美的2H晶格。這樣就可以獲得Mo(W)SxSe2-x型超薄半導體膜，其有益特性由金屬（W/Mo）和硫屬元素（S/Se）的濃度來調節。” 

研究人員在第16屆國際學術會議“新材料：耐受型核燃料”上提出該研究結果。他們指出，形成硫化鉬和硒化鎢的技術和溫度“窗口”有很多重疊。但是，NRNU MEPhI的專家指出，使用各種（金屬、金屬氧化物）前體和含硫族元素的活性介質，可以選擇制備具有既定結構和化學特性的超薄膜所需的條件。 

由於薄膜可以作為光催化劑來使用，未來這將有助於更有效地從水中提取太陽能燃料組分（氫和氧），而無需使用昂貴的鉑族材料。