科学家找到吸光超薄膜的制备方法

过渡金属（尤其是钼和钨）的二硫化物和二硒化物超薄膜的特点是光吸收十分高效。这是因为在过渡金属二硫化物的晶体尺寸非常小时，光的吸收可以在没有声子的参与（晶格振动）下进行。 

同时，水分子可在这些纳米晶体表面分解成氢和氧，这使超薄过渡金属二硫化物薄膜在光电催化和制备众多现代光电器件（从光电探测器到光伏转换器）方面很有前景。

薄膜和纳米结构脉冲激光沉积领域专家、NRNU MEPhI工程师德米特里·福明斯基向俄罗斯卫星通讯社表示：“选择条件打造单层过渡金属二硫化物而不破坏预先施加的用另一种过渡金属二硫化物材料制成的薄膜层后，形成多层膜很重要。我们通过热处理硫或硒蒸汽及硫化氢中金属和金属氧化物薄膜前体Mo和W的方法研究了获得高质量过渡金属二硫化物超薄膜的条件。”

使用脉冲激光沉积可制备给定厚度和化学成分的“晶种”薄膜。这有助科学家确定钼和氧化钼薄膜有效硫化的条件，以便在低于500°С的温度下制备二硫化钼（MoS2）超薄膜。 

德米特里·福明斯基表示：“我们还制备了过渡金属二硒化物膜，特别是二硒化钨膜，具有足够完美的2H晶格。这样就可以获得Mo(W)SxSe2-x型超薄半导体膜，其有益特性由金属（W/Mo）和硫属元素（S/Se）的浓度来调节。” 

研究人员在第16届国际学术会议“新材料：耐受型核燃料”上提出该研究结果。他们指出，形成硫化钼和硒化钨的技术和温度“窗口”有很多重叠。但是，NRNU MEPhI的专家指出，使用各种（金属、金属氧化物）前体和含硫族元素的活性介质，可以选择制备具有既定结构和化学特性的超薄膜所需的条件。 

由于薄膜可以作为光催化剂来使用，未来这将有助于更有效地从水中提取太阳能燃料组分（氢和氧），而无需使用昂贵的铂族材料。