Многие наноструктуры "примерялись" на роль канала проводимости в полевых транзисторах. В частности, в этой роли прекрасно бы смотрелся графен, благодаря высокой подвижности зарядов. Однако по своей природе графен является полуметаллом, и для применения его в полевых транзисторах необходимо порезать графен на ленты, которые обладают запрещенной зоной. Однако этот процесс технологически довольно сложен, поэтому исследователи были бы счастливы найти некоторую альтернативу. В качестве такой альтернативы мог бы выступать дисульфид молибдена, чья слоистая структура (в каждом слое атом молибдена находится в центре тригональной призмы, образованной атомами серы) сближает его со структурой графита, поэтому возможно получить монослой MoS2 теми же методами, что и в случае графена. Вместе с тем, монослой дисульфида молибдена, обладая сравнимой с графеном подвижностью зарядов, является полупроводником, поэтому его можно использовать как канал проводимости в полевых полупроводниках без дополнительной обработки. Руководствуясь этими соображениями, коллектив ученых из федеральной политехнической школы Лозанны собрал полевой транзистор с изолированным затвором.
Для начала ученые, вооружившись скотчем, отделили монослой MoS2 от объемного материала и перенесли его на подложку сильно легированного SiO2. Методом элекетронно-лучевой литографии были нанесены контакты, после чего были нанесены золотые электроды. Для удаления излишек резиста и уменьшения сопротивления контактов, устройство отожгли при температуре 2000С. Однако подвижность зарядов в полученной структуре оказалась недостаточной (до 10 см2В-1с-1 против 200 см2В-1с-1 у полосок графена), поэтому авторы статьи решили нанести слой оксида гафния (IV), который с одной стороны изолирует затвор, а с другой увеличивает подвижность носителей заряда. И действительно, исследователям удалось значительно увеличить подвижность зарядов (до 217 см2В-1с-1), что объясняется уменьшением резерфордовского рассеяния из-за увеличения диэлектрической проницаемости окружения.
Ученые анализировали устройство, состоящие из двух соединенных транзисторов. При напряжении смещения 500 мВ отношение входящего тока к исходящему превысило 108. Полученные характеристики близки к тем, что были получены для полевых транзисторов, где в качестве канала проводимости использовались полоски графена или кремниевые пленки. Логичным развитие этой работы станет получение целых микросхем с ипользованием описанных здесь транзисторов, что, возможно, станет прорывом в микроэлектронике.
