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MoS2單分子層造就GHz晶體管

2016-01-12 08:24:15 未知

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研究人員在得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校說，他們已經(jīng)從制造二硫化鉬（MoS2的）5.6 GHz的有史以來最高的固有的截止頻率和3.3 GHz的功率增益靈活的射頻晶體管。中的設(shè)備，這是在大張的二氧化硅的生長(zhǎng)通過化學(xué)氣相沉積，可以找到在廣泛的無線通信應(yīng)用中使用，尤其是在可穿戴的技術(shù)，“智能”補(bǔ)丁和事物的互聯(lián)網(wǎng)（IOT）。

靈活的二硫化鉬晶體管

該研究由德基AKINWANDE，長(zhǎng)在二氧化硅/硅襯底二硫化鉬毫米大小的單層。二硫化鉬屬于家庭的過渡金屬二硫?qū)倩?，這是很容易處理的，可能被用來制造低功率電子，低成本或柔性顯示器，傳感器和甚至柔性電子可涂覆到各種電路的半導(dǎo)體薄膜的表面。它們具有化學(xué)式MX 2，其中M是過渡金屬（如Mo或W），X是硫?qū)伲ɡ鏢，Se和Te）。

大多數(shù)TMDCs去的時(shí)候縮小到單層是間接帶隙半導(dǎo)體在批量直接帶隙半導(dǎo)體。這些單層有效地吸收和發(fā)射光，因此可能是理想的用于制造各種光電子器件應(yīng)用，如發(fā)光二極管和太陽(yáng)能電池。二硫化鉬，就其本身而言，有大約1.8 eV的一個(gè)相當(dāng)大的帶隙，當(dāng)它是單層和1.3電子伏特的大頭。以及具有開/關(guān)電流108的比率，單層二硫化鉬為1.1×106的cms-1，這是足夠高以允許GHz的操作速度在亞微米晶體管溝道長(zhǎng)度的電荷遷移率 - 這是不適合的有機(jī)和金屬可行氧化物系的晶體管。

在二硫化鉬電子可以以非常高的速度行進(jìn)

“我們是第一個(gè)高度靈活和強(qiáng)大的CVD生長(zhǎng)單層二硫化鉬為基礎(chǔ)的RF晶體管在GHz范圍內(nèi)工作，”團(tuán)隊(duì)成員Maruthi Yogeesh說。 “在過去，CVD生長(zhǎng)的二硫化鉬為基礎(chǔ)的晶體管表現(xiàn)得非常差 - 在柔性基板上集成時(shí)尤其如此。我們提前成為可能，提高二硫化鉬的合成，傳輸和設(shè)備集成到一個(gè)基板上。“

尤其重要的是我們發(fā)現(xiàn)，在二硫化鉬的電子能以非常高的速度行駛 - 高到足以達(dá)到GHz的頻率，他補(bǔ)充道。 “這一發(fā)現(xiàn)是重要的，因?yàn)樗C明了二硫化鉬是一個(gè)更高的性能的材料相比，從有機(jī)半導(dǎo)體，金屬氧化物或非晶硅制成常規(guī)的薄膜晶體管，”他告訴nanotechweb.org。

他們的成果推動(dòng)下，研究人員，報(bào)告其在先進(jìn)材料DOI工作：10.1002 / adma.201504309，說他們現(xiàn)在正在設(shè)計(jì)更為復(fù)雜靈活的射頻納米系統(tǒng)，如無線電臺(tái)，移動(dòng)小工具，無線電頻率識(shí)別，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，和智能傳感器。 “我們當(dāng)前的目標(biāo)是讓新的靈活的無線射頻系統(tǒng)，”Yogeesh說。 “將會(huì)有前進(jìn)的道路上面臨許多挑戰(zhàn)，比如如何成功整合像天線，放大器和混頻器的RF系統(tǒng)的不同模塊。我們也在尋找到如何同時(shí)制造的無源元件（例如電感器，電容器和電阻器），我們所作的靈活的平臺(tái)上和活躍的（例如晶體管）?！?/span>