MoS2单分子层造就GHz晶体管

2016-01-12 08:24:15 未知

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研究人员在得克萨斯大学奥斯汀分校说，他们已经从制造二硫化钼（MoS2的）5.6 GHz的有史以来最高的固有的截止频率和3.3 GHz的功率增益灵活的射频晶体管。中的设备，这是在大张的二氧化硅的生长通过化学气相沉积，可以找到在广泛的无线通信应用中使用，尤其是在可穿戴的技术，“智能”补丁和事物的互联网（IOT）。

灵活的二硫化钼晶体管

该研究由德基AKINWANDE，长在二氧化硅/硅衬底二硫化钼毫米大小的单层。二硫化钼属于家庭的过渡金属二硫属化物，这是很容易处理的，可能被用来制造低功率电子，低成本或柔性显示器，传感器和甚至柔性电子可涂覆到各种电路的半导体薄膜的表面。它们具有化学式MX 2，其中M是过渡金属（如Mo或W），X是硫属（例如S，Se和Te）。

大多数TMDCs去的时候缩小到单层是间接带隙半导体在批量直接带隙半导体。这些单层有效地吸收和发射光，因此可能是理想的用于制造各种光电子器件应用，如发光二极管和太阳能电池。二硫化钼，就其本身而言，有大约1.8 eV的一个相当大的带隙，当它是单层和1.3电子伏特的大头。以及具有开/关电流108的比率，单层二硫化钼为1.1×106的cms-1，这是足够高以允许GHz的操作速度在亚微米晶体管沟道长度的电荷迁移率 - 这是不适合的有机和金属可行氧化物系的晶体管。

在二硫化钼电子可以以非常高的速度行进

“我们是第一个高度灵活和强大的CVD生长单层二硫化钼为基础的RF晶体管在GHz范围内工作，”团队成员Maruthi Yogeesh说。 “在过去，CVD生长的二硫化钼为基础的晶体管表现得非常差 - 在柔性基板上集成时尤其如此。我们提前成为可能，提高二硫化钼的合成，传输和设备集成到一个基板上。“

尤其重要的是我们发现，在二硫化钼的电子能以非常高的速度行驶 - 高到足以达到GHz的频率，他补充道。 “这一发现是重要的，因为它证明了二硫化钼是一个更高的性能的材料相比，从有机半导体，金属氧化物或非晶硅制成常规的薄膜晶体管，”他告诉nanotechweb.org。

他们的成果推动下，研究人员，报告其在先进材料DOI工作：10.1002 / adma.201504309，说他们现在正在设计更为复杂灵活的射频纳米系统，如无线电台，移动小工具，无线电频率识别，物联网设备，和智能传感器。 “我们当前的目标是让新的灵活的无线射频系统，”Yogeesh说。 “将会有前进的道路上面临许多挑战，比如如何成功整合像天线，放大器和混频器的RF系统的不同模块。我们也在寻找到如何同时制造的无源元件（例如电感器，电容器和电阻器），我们所作的灵活的平台上和活跃的（例如晶体管）。“

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