Linh kiện điện tử
Việc tăng số lượng các transistor tích hợp trong chip bán dẫn hiện đại dẫn đến hệ quả là bề dày vật liệu phải giảm xuống dưới 2 nm [56]. Trong khi vật liệu bán dẫn truyền thống hàng đầu silic gặp vấn đề về độ linh động của các hạt tải khi bề dày vật liệu giảm [54], thì với các trạng thái đơn lớp hay các ống nano của TMDs lại khắc phục được điều này mở ra hướng mới trong thiết kế các transistor [56], FET (Field- effect transistor – Transistor hiệu ứng trường) [61], … .
Bên cạnh đó với hệ số hấp thụ cao và việc hình thành exciton chiếm ưu thế [15] các đơn lớp TMDs với khe năng lượng vào khoảng 1 ~ 3 eV có tiềm năng mạnh mẽ trong các thiết bị quang điện tử như [54]: cảm biến quang học (photodectector), thiết bị ngắt quang học (photoswitching), các diode dị hợp (heterojunction diode), … .
Hình 1.8. Ứng dụng TMDs trong chế tạo linh kiện điện tử [61]
Phát triển năng lượng sạch
Sản phẩm của quá trình điện xúc tác hydro (electrocatalytic hydrogen) được xem là một trong những cách hiệu quả nhất để sản sinh ra năng lượng hydro sạch, thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch gây ô nhiễm hiện thời. Để xúc tác cho quá trình này cần phải có sự có mặt của các kim loại quý mà điển hình trong đó là bạch kim Pt, tuy nhiên d o tài nguyên hạn chế và lợi nhuận về mặt kinh tế gây ra trở ngại cho hướng phát triển này. Vật liệu MoS2 đã từng được sử dụng vào những năm 1970 để thay thế cho Pt tuy nhiên không đáp ứng được mong đợi [54]. Nhưng vào năm 2005, khi công nghệ chế tạo vật liệu phát triển, các đơn lớp MoS2 thuộc dòng TMDs lại được nhóm Norskov cùng các tác giả khác [57] nghiên cứu và chứng minh là ứng cử viên sáng giá trong việc thay thế Pt trong quá trình điện xúc tác hydro.
Drain gate: Cực máng
Ngoài vấn đề về khai thác năng lượng sạch hydro, trong công nghệ hydro người ta cũng quan tâm đến các cách thức để lưu trữ hydro. Chen cùng các tác giả khác đã nghiên cứu và tiến hành thí nghiệm điện hóa lưu trữ hydro, kết quả cho thấy với MoS2 ở trạng thái ống nano (nanotube) cho trữ lượng hydro lớn nhất so với các vật liệu khác trong công trình trước đó [58].
Ứng dụng sinh học
Việc dò tìm các phân tử sinh học giữ vai trò quan trọng trong chuẩn đoán y khoa, điều chế thuốc, an toàn thực phẩm… Nhóm của tác giả Zhang [59] đã thành công trong việc sử dụng các đơn lớp MoS2 với vai trò như các nền cảm ứng trong quá trình dò tìm DNA và các phân tử nhỏ khác dựa trên sự tương tác giữa MoS2 và các nucleobase trong DNA.
Các đơn lớp TMDs có tiềm năng trong các ứng dụng về dược khi mà nó có thể mang lượng lớn thuốc (có thể mang được lên đến ≈ 240% khối lượng của nó [54]). TMDs cũng có thể đưa thuốc đến chính xác vị trí cần điều trị trong cơ thể.
Các chấm lượng tử TMDs có thể được dùng trong xạ trị ung thư [60]. Trên cơ sở tương tác đặc biệt với cơ chế bảo vệ cysteine, các chấm lượng tử WS2 là ứng viên triển vọng trong quy trình chữa trị cũng như loại bỏ các tế bào bị tổn hại.