斯坦福大學(xué)研究者發(fā)明的制造技術(shù)能生產(chǎn)出長度小于100納米的超薄二硫化鉬(MoS2)晶體管,為高性能柔性電子產(chǎn)品如醫(yī)療監(jiān)視器、健身跟蹤器、智能服裝及可折疊智能手機的大面積普及提供更大可能。
相對于傳統(tǒng)的硅材料和有機材料來說,二維(2D)半導(dǎo)體材料更適合用于柔性超薄電子器件的制造,這主要是因為2D半導(dǎo)體材料在納米尺度上仍可展現(xiàn)出優(yōu)異的電氣和機械性能。但是,目前柔性電路需要克服的是柔性材料在制造過程中會發(fā)生熔化和分解的問題。
為了解決上述的問題,斯坦福大學(xué)研究者開發(fā)了一種新技術(shù),從不靈活的基本基材開始分步進行。首先器件建立在一塊涂有玻璃的固體硅板上,然后制備一層由二硫化鉬二維半導(dǎo)體構(gòu)成的薄膜,并鋪在納米圖案的金電極上,最后獲得了一個以前用柔性塑料基板無法達到的分辨率。注意:金電極中的金屬觸點有助于擴散晶體管在工作過程中產(chǎn)生的熱量。
據(jù)中鎢在線了解,研究者是通過化學(xué)氣相沉積法讓MoS2薄膜一層一層地生長,最后得到有三個原子厚的薄膜。這個過程需要在大于1500℃的環(huán)境下才能完成。
另外,使用剛性硅作為襯底也是此次高性能晶體管成功的關(guān)鍵因素。硅對部件的圖案化和成型至關(guān)重要。在完成器件的圖形化和成型后,將其浸入去離子水中使整個器件堆棧向后剝離;然后將其完全轉(zhuǎn)移到由聚酰亞胺制成的柔性基板上,最后經(jīng)一系列處理即可制造出柔性晶體管。總的來說,整個晶體管有5微米厚,包括柔性聚酰胺,大約比人的頭發(fā)薄5倍。