二硫化钼(MoS2)

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一种材料,四种特性:超导体、金属、半导体和绝缘体
半导体芯闻· 2025-04-25 18:19
材料科学突破 - 日本理化学研究所团队开发出基于晶体管的技术,可使单层二硫化钼(MoS2)呈现超导体、金属、半导体或绝缘体四种电子行为 [3][6] - 通过调节电压控制钾离子插入浓度,材料可从半导体2H相突变为金属1T相(临界浓度:每5个钼原子对应2个钾离子) [6] - 1T相在-268°C及适量钾离子条件下可转变为超导体,该现象首次在1T相中被观测到 [7] 二硫化钼相变机制 - MoS2存在两种结构相:半导体特性的2H相(硫原子特定排列)和金属特性的1T相 [3] - 钾离子泄漏至低浓度时,1T相在-193°C会从金属转变为绝缘体,此现象为意外发现 [8] - 离子浓度与温度协同调控可实现材料电子态的精确切换,为二维材料控制提供新方法 [6][8] 应用前景 - 2H相二硫化钼在下一代半导体器件中具有重要应用潜力 [3] - 该技术历时十年开发,不仅能探索超导体新特性,还可用于发现新型超导材料 [9] - 单一材料的多态控制为电子学和超导研究开辟新路径 [2][3]