Овладяването на технологиите за синтез на нови материали и интегрирането им в структури, съчетаващи едновременно ключовите изисквания като високи стойности на анизотропия, широка спектрална чувствителност, селективност, изключително бърза подвижност на зарядоносителите, стабилност и ниска консумация на енергия е основен приоритет на съвременните изследвания. Направата на интелигентни модули върху гъвкави подложки с опростена структура и ниска цена е друг критичен въпрос при разработването на следващо поколение устройства за приложения като мониторинг на човешкото здраве, екология, съхранение на енергия и други. Двумерните (2D) нанослоеве и наноструктури на дихалкогениди на преходни метални (TMDC) се определят като един от най-обещаващите кандидати, способни да изпълнят технологичните изисквания за различни приложения, както и да съчетават няколко функции в едно устройство. Поради техните отлични оптични, топлинни и електрически свойства, се очаква да революционизират електрониката, оптоелектрониката и фотониката. Нещо повече, TMDC показват изключително висока оптична анизотропия (in-plane vs out-of-plane анизотропия), която възниква от слабите ван дер Ваалс взаимодействия между съседни слоеве, но силно ковалентно свързване в рамките на всеки слой. Съвсем наскоро бяха докладвани рекордни стойности на анизотропия в няколко TMDC материала, което до сега беше постижимо само при изкуствено проектираните метаматериали и метаповърхности, ограничени от производствените процеси и оптични загуби. Това открива нови хоризонти за управление на светлината и развитието на т.нар. “flat optics”. Следователно, получаването на 2D TMDC нанослоеве и наноструктури е изключително обещаваща област, потвърдена от активните изследвания и разработки в световен мащаб, както се вижда от непрекъснато нарастващия брой публикации и патенти. Основната цел на предлагания изследователски проект е контролируем синтез на 2D TMDC и комбинирането им в различни хетероструктури с оптична и електро-оптична функционалност. За постигане на целта се планира синтез на нанослоеве, състоящи се от Mo, W и други дихалкогениди чрез използване на ALD/CVD техники, проучване на техните свойства и възможности за асемблиране в хетероструктури (интелигентни модули, фотодетектори и др.) върху преносими, гъвкави и леки подложки. Предложеният проект, успоредно с разработването на нови материали, има за цел също така да придобие нови фундаментални научни знания относно експериментални механизми на предложените 2D TMDC материали, синтезирани чрез хибридна технология ALD / CVD, които позволяват контрол на броя на нанослоевете, състава и еднородността на дебелината, както и връзката структура-свойства. Специално внимание ще бъде обърнато на оптимизиране на чувствителността, гъвкавостта, стабилността и скоростта. Очаква се получените резултати да допринесат за решаване на проблеми, свързани с обществените предизвикателства, определени от ЕС “Здравеопазване, демографски промени и благосъстояние” и “Действия във връзка с климата, околната среда, ресурсна ефективност и суровини”, както и на приоритетите, определени в Националната стратегия за научни изследвания (НСНИ) на Република България.
МОН, Фонд „Научни Изследвания“, Конскурс за финансиране на фундаментални научни изследвания – 2021 г. Физични науки
Базова организация: Институт по Физика на Твърдото Тяло- Българска Академия на Науките (ИФТТ-БАН) Партньорски организации: Институт по Оптически Материали и Технологии- Българска Академия на Науките (ИОМТ БАН)
