En transistors strømforbrug i standby-tilstand kan nedsættes 100.000 gange, hvis man skifter silicium-halvlederen ud med små ark af molybdændisulfid. Dermed kan stoffet bruges til at producere computerchips, som er mere energiøkonomiske.

Faktisk mener schweiziske forskere fra École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), at molybdændisulfid er bedre til formålet end graphen, som ellers anses for at være fremtidens halvleder.

»Det er et todimensionelt materiale, meget tyndt og let at bruge i nanoteknologi. Det har virkelig potentiale i produktionen af meget små transistorer, lysdioder og solceller,« siger professor Andras Kis, som er leder af forskerholdet.

Den nye forskning viser, at molybdændisulfid er en meget effektiv halvleder, og den er simplere at tage i brug end graphen. I sammenligning med silicium er en af fordelene, at molybdændisulfid fylder mindre end silicium, som er et tredimensionelt materiale. Men molybdændisulfid er ikke særlig udforsket til anvendelse i elektronik.

Tidligere forskning i molybdændisulfid har vist, at elektronmobiliteten er meget lav, for eksempel i forhold til graphen. Men de schweiziske forskere har brugt et dielektrisk materiale af hafnium-dioxid til at demonstrere en enkelt-lags transistor. Den viste en elektronmobilitet på 200 cm2 pr. Volt-sekund - angiveligt på niveau med graphen nanobånd. Forholdet mellem slukket/tændt strøm var 10-8, og lækstrømmen var ekstremt lav.

»Elektronerne bevæger sig lige så frit i et 0,65 nm tykt ark af molybdændisulfid som i et 2 nanometer tykt ark af silicium. Men det er ikke muligt at fremstille et ark silicium så tyndt som et enkelt lag af molybdændisulfid-atomer,« siger han i en pressemeddelelse.

Molybdændisulfid har også en fordel i forhold til graphen, fordi graphen ikke har noget båndgab - altså et energispring mellem valensbåndet og ledningsbåndet. Et båndgab er nødvendigt for at kunne tænde og slukke for en halvleder.

Hvis man skal bruge graphen som halvleder, skal der derfor først dannes et passende båndgab på en eller anden måde, og det er svært.

Molybdændisulfid har et båndgab på 1,8 eV, og stoffet er velegnet til tunnel-FET-transistorer, skriver forskerne i rapporten.

Molybdændisulfid kan også bruges sammen med graphen til anvendelser, der kræver tynde, gennemsigtige halvledere, såsom optoelektronik og solceller.