Дисульфид молибдена позволит создавать по-настоящему гибкие транзисторы

Будущее так называемой носимой электроники, «умных» перевязок и других по-настоящему гибких электронных устройств зависит от возможности создания транзисторов, работоспособных в вашем брючном кармане. Кажется почти фантастикой, не так ли? И всё-таки кое-что тут делается: тайваньским исследователям, судя по сообщению в журнале Nano Letters, удалось построить такой транзистор на основе тонкой плёнки дисульфида молибдена и полимерного геля.

Весьма быстрое устройство функционально даже тогда, когда его складывают почти пополам.

Кусочек дисульфида молибдена с его характерным металлическим блеском (фото Materialscientist / Wikimedia).

Любопытно, что в то время, как бескрайнее море учёных, сбившихся в тучное стадо, повинуясь единому порыву, верит в то, что графен является тем самым ключом от двери, за которой находится новый мир гибкой электроники, Лайн-Дзюн Ли из Центральной исследовательской академии (Тайвань) и его японские коллеги обратили взор на дисульфид молибдена, потому что этот материал имеет то, чего напрочь лишён графен, — запрещённую зону, без которой невозможно создание транзистора.

«”Графеновый транзистор” всегда будет находиться в состоянии ”включено”», — ехидно замечает г-н Ли.

Схематичное изображение гибкого транзистора на основе тонкой плёнки дисульфида молибдена и полимерного ионного геля (иллюстрация Nano Letters).

Для создания своего транзистора учёные воспользовались двухступенчатым процессом химического осаждения из газовой фазы (CVD), который они же сами и разработали, описав в этой статье. Так была получена плёнка дисульфида молибдена толщиной в три атома на поверхности подложки из изолирующего пластика (полиимида). Последним этапом стало покрытие плёнки полупроводника ионным гелем, представляющим собой смесь полимера и ионной жидкости. Итог: при приложении к гелю напряжения в 0,1 В содержащиеся в нём ионы выстраиваются вблизи поверхности плёнки, блокируя электронный поток через MoS₂. Дальнейшее увеличение напряжения (до 0,68 В) заставляет ионы диспергироваться, и транзистор включается.

Авторы сообщают, что зафиксированная скорость электронного потока молибденового транзистора находится на уровне его традиционных кремниевых собратьев, однако напряжение, необходимое для переключения молибденового транзистора, ниже того, что требуется кремниевым устройствам.

Испытывая разработку на гибкость, учёные обернули её вокруг стержня радиусом 0,75 мм (тоньше тайваньской зубочистки), и хотя продукт оказался практически сложенным пополам, он продолжал прекрасно функционировать.

Подготовлено по материалам Chemical & Engineering News.