Dwusiarczek molibdenu ma bardzo dobrą wydajność jako materiał półprzewodnikowy 2D, to znaczy, że łatwo się wygina. Elektrony mogą poruszać się szybko w takich półprzewodnikach. Jednocześnie takie półprzewodniki są przezroczyste, ponieważ mają tylko około jednego atomu grubości. Te cechy sprawiają, że idealnie nadają się do tworzenia elastycznych wyświetlaczy OLED. Jednak gdy producenci próbują przetwarzać dwusiarczek molibdenu w tranzystory sterujące pikselami OLED, opór między dwusiarczkiem molibdenu (MoS2) a źródłem i drenem tranzystora będzie zbyt wysoki, co uniemożliwi ten doskonały materiał. Pobierz aplikację. Teraz koreańscy inżynierowie znaleźli sposób na zastosowanie molibdenowych tranzystorów dwusiarczkowych do elastycznych wyświetlaczy OLED. Użyli tego tranzystora, aby utworzyć prostą matrycę o wymiarach 6 x 6 punktów na plastikowym arkuszu o grubości zaledwie 7 mikronów. Ten kawałek plastiku można nałożyć na ludzką skórę. Ten prosty wyświetlacz z tworzywa sztucznego jest bardzo miękki i można go wyginać bez zginania na promieniu gięcia mniejszym niż 1 cm.
Jong-Hyun Ahn, ekspert w dziedzinie elastycznej elektroniki na Uniwersytecie Yonsei w Seulu, wyjaśnił, że „mobilność przewoźników” jest kluczową wydajnością, z którą muszą się zmierzyć. Ta właściwość mierzy szybkość, z jaką ładunek przechodzi przez półprzewodnik. Na przykład materiał wykorzystywany do produkcji większości wiórów, krzem krystaliczny, ma ruchliwość nośnika 1400 centymetrów kwadratowych na wolt sekundę (cm2 / Vs). Półprzewodniki, które składają się na płytę montażową wyświetlacza, to systemy do przełączania i podświetlania pikseli. Wymagana mobilność operatora musi być w stanie zapewnić wystarczającą ilość prądu do obsługi tych pikseli, a także szybkość transmisji wideo. „W przypadku tradycyjnych ekranów LCD ich arkusze mogą być wykonane z amorficznego krzemu o mniejszej mobilności nośnej” - powiedział Ahn. Materiał ma ruchliwość elektronów około 1 cm2 / V-sek. Ale wyświetlacze OLED wymagają większej mobilności nośników. Producenci wyświetlaczy OLED, w tym LG i Samsung, używają materiałów o większej mobilności, takich jak polikrzem (> 10 cm 2 / V-sec) i półprzewodniki tlenkowe. Jednak „te materiały są twarde i kruche”, powiedział Ahn. Mogą być wygięte do pewnego stopnia, ale nie mogą być wielokrotnie zginane.
Tranzystor dwusiarczkowy molibdenu jest umieszczony w dwóch warstwach tlenku glinu (Al2O3) z górnego i dolnego kierunku. To urządzenie ma wysoką mobilność, a wysoka mobilność ma kluczowe znaczenie dla dostarczania prądu do pikseli wyświetlacza OLED. Aby stworzyć ultra-cienki elastyczny wyświetlacz OLED, Ahn i jego zespół musieli uwolnić dwusiarczek molibdenu z tranzystora, który go „złapał”. Ahn powiedział: „Opór styku między dwusiarczkiem molibdenu i elektrodą tranzystorową jest bardzo wysoki, a wysoka rezystancja zmniejszy ruchliwość nośnika molibdenowego tranzystora dwusiarczkowego”. Kluczem do rozwiązania problemu jest rozpoznanie, że półprzewodniki 2D są bardzo podatne na otaczające materiały. . W przeciwieństwie do zwykłych sposobów umieszczania tranzystorów na powierzchni tlenku krzemu, zespół Ahn wykorzystuje materiały, które są bardzo gładkie i łatwe do kontrolowania. Umieścili tranzystor w dwóch warstwach izolującego tlenku glinu. Interfejs między tlenkiem glinu a dwusiarczkiem molibdenu zwiększa elektrony w półprzewodniku, podobnie jak zjawisko domieszkowania chemikaliów w materiale krzemowym, aby uczynić go półprzewodnikiem. To ulepszenie pokonuje problem wysokiej rezystancji styku i poprawia mobilność nośnika ładunku. Ponadto gładki materiał dielektryczny nie tworzy plamek, które mogą zatrzymywać ładunek, zwiększając mobilność do 17 do 20 centymetrów kwadratowych na wolt sekundę.
W tym tygodniu zgłosili wynalazek do czasopisma Science Advances.
