斯坦福大学制出超薄二硫化钼晶体管

斯坦福大学研究者发明的制造技术能生产出长度小于100纳米的超薄二硫化钼(MoS2)晶体管,为高性能柔性电子产品如医疗监视器、健身跟踪器、智能服装及可折叠智能手机的大面积普及提供更大可能。

斯坦福大学制出超薄二硫化钼晶体管图片

相对于传统的硅材料和有机材料来说,二维(2D)半导体材料更适合用于柔性超薄电子器件的制造,这主要是因为2D半导体材料在纳米尺度上仍可展现出优异的电气和机械性能。但是,目前柔性电路需要克服的是柔性材料在制造过程中会发生熔化和分解的问题。

为了解决上述的问题,斯坦福大学研究者开发了一种新技术,从不灵活的基本基材开始分步进行。首先器件建立在一块涂有玻璃的固体硅板上,然后制备一层由二硫化钼二维半导体构成的薄膜,并铺在纳米图案的金电极上,最后获得了一个以前用柔性塑料基板无法达到的分辨率。注意:金电极中的金属触点有助于扩散晶体管在工作过程中产生的热量。

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据中钨在线了解,研究者是通过化学气相沉积法让MoS2薄膜一层一层地生长,最后得到有三个原子厚的薄膜。这个过程需要在大于1500℃的环境下才能完成。

另外,使用刚性硅作为衬底也是此次高性能晶体管成功的关键因素。硅对部件的图案化和成型至关重要。在完成器件的图形化和成型后,将其浸入去离子水中使整个器件堆栈向后剥离;然后将其完全转移到由聚酰亚胺制成的柔性基板上,最后经一系列处理即可制造出柔性晶体管。总的来说,整个晶体管有5微米厚,包括柔性聚酰胺,大约比人的头发薄5倍。

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