Funktionalisierung von ultradünnem MoS_2 durch maßgeschneiderte Defekte

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Arkady Krasheninnikov; Professorin Dr. Marika Schleberger
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie ; Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 406129719

Ziel des Projektes ist es, Strategien zur Funktionalisierung von 2D-Materialien mittels ioneninduzierter elektronischer Anregung zu entwickeln. Die Energiedeposition über elektronische Anregung verursacht Defekte, die sich in Bezug auf Art, Größe und Effizienz klar von solchen unterscheiden, die mit konventionellen Ionenstrahlen (d.h. einfach geladen, kinetische Energien bis einige keV) erzielt werden können. Die ioneninduzierten Defekte sollen weiterhin z.B. über die Adsorption von Precursor-Gasen oder Molekülen modifiziert werden. Unser Ziel ist es, die relevanten Mechanismen anhand systematischer Experimente an MoS_2 Einzellagen - stellvertretend für die Gruppe der zweidimensionalen Übergangsmetalldichalcogenide - in Kombination mit theoretischer Modellierung zu identifizieren und zu quantifizieren. Dieser Zugang bildet die Basis für effiziente "defect engineering"-Strategien, d.h. optimale Parameter für die kontrollierte Erzeugung einer gegeben Defektstruktur in einem Material. Insbesondere sollen MoS_2-Einzellagen im Hinblick auf drei Anwendungen funktionalisiert werden, die jeweils auf einem spezifischen Defekttyp basieren. Diese sind: Nanoskalige Poren mit schmaler Größenverteilung für die Umkehrosmose oder die DNA-Sequenzierung, schwefelarme MoS_2-Nanostrukturen für die katalytische Umsetzung von Wasser zu Wasserstoff, und defektreiche MoS_2-Feldeffekttransistoren, die als optoelektronische Schalter fungieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen