Група вчених із США відзвітувала про успішне створення високопродуктивних молибденитовых транзисторів на гнучкій пластиковій підкладці

Досі створення гнучких і досить ефективних компонент на основі молібденіту вважалося не розв’язуваної завданням. А останнє відкриття доводить, що матеріал в майбутньому може ідеально підходити для створення гнучких, але при цьому високошвидкісних і вимагають малої потужності живлення електронних пристроїв.

Схематичне зображення створеного гнучкого транзистора з молібденіту

Молибденит, що складається з молібдену і сірки, на думку багатьох вчених, що займаються вивченням сучасних двовимірних кристалічних напівпровідників, може знайти масу практичних застосувань. Матеріал має пряму заборонену зону шириною приблизно 1,8 ев. Це означає, що для виготовлення фотонних пристроїв він підходить набагато краще, ніж кремній, який має непряму заборонену зону.

На сьогоднішній день деякі наукові групи навіть стверджують, що молибденит може бути реальним конкурентом дивовижного матеріалу графену (не має забороненої зони зовсім у своєму первозданному стані) в електронних схемах майбутнього.

Наявність прямої забороненої зони дуже важливо, коли справа доходить до створення таких пристроїв, як світлодіоди, сонячні батареї, фотоприймачі і будь-яких інших фотонних компонент, що використовують порушення пари електрон-дірка провідності, оскільки пристрої прямої забороненою зоною забезпечують найбільш ефективне перетворення енергії. Крім того, наявність прямої забороненої зони означає, що пристрій може легко включатися і виключатися, що важливо для таких компонент, як звичайний транзистор.

Молибденит відрізняється високою рухливістю вільних зарядів (рухливість оцінюється в 100 см2/Вс, а деякі наукові групи оцінюють її в 500 см2/Вс), величина якої порівнянна з рухливістю в самих сучасних зразках кремнію. А оскільки окремі двовимірні шари речовини слабо скріплені між собою лише ван-дер-ваальсовими силами, в теорії молибденит повинен бути сумісний з різними підкладками, навіть гнучкими підставами з пластику.

Тим не менш, попередні спроби змонтувати молибденит на пластику були не дуже успішними. Отримані таким чином пристрою функціонували досить погано в порівнянні з елементами, розміщеними на жорстких підставах.

Спільна група вчених з University of Texas і University of Notre Dame (США) запропонувала рішення цієї проблеми. З використанням стандартних методів літографії вчені змогли зробити багатошаровий молибденитовый транзистор на гнучкій пластиковій підкладці, має високе співвідношення струмів у включеному і вимкненому стані (порівнянне з параметрами пристроїв, розміщених на кремнієвих підкладках).

Створене пристрій також відрізняється малими енерговитратами в процесі роботи; крім того, воно може гнутися в будь-якому напрямку без виникнення будь-яких механічних пошкоджень. Радіус граничного вигину такого транзистора складає всього 1 мм, що нагадує можливості графена – найбільш відомого серед гнучких кристалічних матеріалів.

Як вважають вчені,

їх розробка знайде застосування гнучких електронних схемах. Своєю роботою вчені довели, що навіть такий двовимірний матеріал, як молибденит, цілком придатний для таких нетрадиційних підкладок, як пластик, скло і навіть тканини.

Детальні результати дослідники опублікували в журналі ACS Nano. Якщо в рамках першої роботи вони виготовляли транзистори n-типу, то тепер наукова група зайнялася розробкою аналогічного гнучкого транзистора p-типу, оскільки для цифрових схем необхідні обидва компоненти.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *