Elektronik fleksibel dan transparan dibuat menggunakan semikonduktor dua dimensi
HI-Tech

Elektronik fleksibel dan transparan dibuat menggunakan semikonduktor dua dimensi


Transistor berbasis MoS2 yang dibuat oleh para peneliti. Kredit: Li et al.

Dalam beberapa tahun terakhir, para insinyur di seluruh dunia telah mencoba membuat komponen elektronik yang semakin fleksibel dan serbaguna, karena hal ini dapat memungkinkan pembuatan perangkat yang lebih canggih dan sistem robotik, seperti kulit elektronik (e-skin) atau sensor yang dapat dikenakan. Tujuan keseluruhan dari bidang penelitian khusus ini adalah untuk mengembangkan elektronik fleksibel yang dapat diproduksi dan diterapkan dalam skala besar, tetapi juga menunjukkan kepadatan perangkat yang tinggi dan kinerja yang sangat baik.

Kelas bahan dengan janji khusus untuk mengembangkan komponen elektronik fleksibel adalah semikonduktor dua dimensi (2-D), seperti molibdenum disulfida (MoS).2). Meskipun bahan ini memiliki banyak sifat mekanik, optik, dan elektronik yang menguntungkan, sejauh ini terbukti menantang untuk membangun sirkuit terintegrasi berskala besar dan fleksibel dengan kepadatan perangkat tinggi dan kinerja tinggi menggunakan MoS2.

Para peneliti di Chinese Academy of Sciences baru-baru ini membuat MoS baru yang fleksibel dan transparan2transistor berbasis yang dapat diproduksi dalam skala besar. Transistor ini, disajikan dalam makalah yang diterbitkan di Nature Electronics, Dibuat menggunakan varian proses pengendapan uap konvensional.

“Material dua dimensi (2-D) seperti molibdenum disulfida (MoS2) memiliki potensi untuk menjadi blok bangunan baru untuk elektronik fleksibel yang memiliki ketipisan dan fleksibilitas alami, “Guangyu Zhang, salah satu peneliti yang melakukan penelitian, mengatakan kepada TechXplore.” Namun, fabrikasi perangkat elektronik fleksibel berskala besar dengan tinggi kinerja masih sangat menantang. Dalam pekerjaan ini, kami mencoba mengembangkan prototipe elektronik fleksibel dan transparan berskala besar, berdasarkan kemajuan terbaru kami dalam epitaxy skala wafer dari monolayer berkualitas tinggi MoS.2. “

Transistor yang dirancang oleh Zhang dan rekan-rekannya dibuat dengan transfer MoS monolayer skala wafer2 pada substrat yang fleksibel. Lapisan ini dapat dibuat menggunakan teknologi fabrikasi mikro standar, yang berarti lapisan ini dapat dengan mudah diproduksi dalam jumlah besar.

Elektronik fleksibel dan transparan dibuat menggunakan semikonduktor dua dimensi

Foto dari berbagai perangkat terintegrasi MoS2 termasuk inverter, gerbang NOR, gerbang NAND, gerbang SRAM, AND, dan osilator cincin 5-tahap. Kredit: Li et al.

Para peneliti menggunakan versi adaptasi dari atomic layer deposisi (ALD), teknik yang biasanya digunakan untuk melapisi permukaan dengan film tipis. Metode ALD alternatif yang mereka gunakan meningkatkan keseragaman lapisan dielektrik high-k transistor mereka (Al2HAI3). Selain itu, mereka menggunakan Au / Ti / Au sebagai elektroda kontak sumber / saluran, sehingga menghasilkan kontak listrik yang baik.

Transistor memiliki kepadatan perangkat yang tinggi dan hasil 97%, serta rasio on / off yang tinggi (1010), kepadatan arus (~ 35 μA μm−1), mobilitas (~ 55 cm2V.−1s−1) dan fleksibilitas. Selain itu, dengan menggunakan proses fabrikasi yang sama, para peneliti dapat membuat berbagai sirkuit logika terintegrasi yang fleksibel, termasuk inverter, gerbang NOR, gerbang NAND, gerbang AND, memori akses acak, dan osilator cincin lima tahap.

“Transistor fleksibel skala besar yang kami buat menunjukkan kepadatan, hasil, dan performa perangkat yang tinggi,” kata Zhang. Lebih penting lagi, kerapatan perangkat sekitar 1500 transistor per cm2, ini jauh lebih tinggi daripada yang dicapai dalam karya sebelumnya. “

Makalah baru-baru ini yang ditulis oleh tim peneliti ini memperkenalkan metode yang menjanjikan untuk membuat MoS skala besar2perangkat fleksibel berbasis. Di masa mendatang, metode ini dapat memungkinkan pengembangan perangkat elektronik fleksibel yang lebih tipis, lebih kecil, dan berkinerja lebih baik.

“Dalam kajian kami selanjutnya, kami akan terus mengoptimalkan proses pertumbuhan untuk meningkatkan kualitas MoS2 film, “kata Zhang.” Selain itu, kami berencana untuk lebih meningkatkan kinerja perangkat, meningkatkan tingkat integrasi perangkat fleksibel dan menyelidiki aplikasi yang lebih menjanjikan untuk transistor kami, seperti memori fleksibel dan perangkat sinaptik, sensor, detektor foto, dan sebagainya. ”


Penguat operasional dibuat menggunakan semikonduktor 2-D


Informasi lebih lanjut:
Na Li dkk. Elektronik fleksibel dan transparan berskala besar berdasarkan transistor efek medan molibdenum disulfida monolayer, Nature Electronics (2020). DOI: 10.1038 / s41928-020-00475-8

© 2020 Science X Network

Kutipan: Elektronik fleksibel dan transparan yang dibuat menggunakan semikonduktor dua dimensi (2020, 2 November) diakses 27 November 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-11-flexible-transparent-electronics-fabricated-two-dimensional.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Keluaran SGP