Molybdändisulfid hat eine sehr gute Leistung als 2D-Halbleitermaterial, das heißt, es ist leicht zu biegen. Elektronen können sich in solchen Halbleitern schnell bewegen. Gleichzeitig sind solche Halbleiter transparent, da sie nur etwa ein Atom dick sind. Diese Eigenschaften machen sie ideal für die Herstellung flexibler OLED-Displays. Wenn Hersteller jedoch versuchen, Molybdändisulfid in Transistoren zu verarbeiten, die OLED-Pixel steuern, ist der Widerstand zwischen Molybdändisulfid (MoS2) und Source und Drain des Transistors zu hoch, wodurch dieses hervorragende Material unmöglich wird. Hol dir die App. Nun haben koreanische Ingenieure einen Weg gefunden, Molybdändisulfid-Transistoren auf flexible OLED-Displays aufzubringen. Sie verwendeten diesen Transistor, um eine einfache 6 x 6-Punktmatrix auf einer nur 7 Mikrometer dünnen Kunststoffplatte zu bilden. Dieses Stück Kunststoff kann auf die menschliche Haut aufgetragen werden. Diese einfache Kunststofffolienanzeige ist sehr weich und kann bei einem Biegeradius von weniger als 1 cm gebogen werden.
Jong-Hyun Ahn, ein flexibler Elektronikexperte an der Yonsei University in Seoul, erklärte, dass "Carrier Mobility" die wichtigste Leistung ist, die sie erreichen müssen. Diese Eigenschaft misst die Geschwindigkeit, mit der die Ladung den Halbleiter passiert. Beispielsweise hat das Material, das zur Herstellung der meisten Chips verwendet wird, kristallines Silizium, eine Trägerbeweglichkeit von 1400 Quadratzentimeter pro Voltsekunde (cm2 / Vs). Die Halbleiter, aus denen die Display-Backplane besteht, sind Systeme zum Schalten und Beleuchten von Pixeln. Die erforderliche Trägermobilität muss in der Lage sein, ausreichend Strom zum Betrieb dieser Pixel sowie die Videobitrate zu fahren. "Bei herkömmlichen LCD-Bildschirmen können ihre Rückseiten aus amorphem Silizium mit geringerer Trägerbeweglichkeit hergestellt werden", sagte Ahn. Das Material hat eine Elektronenbeweglichkeit von etwa 1 cm² / V-sec. OLED-Displays erfordern jedoch eine höhere Trägermobilität. Hersteller von OLED-Displays, einschließlich LG und Samsung, verwenden Materialien mit höherer Mobilität wie Polysilizium (> 10 cm 2 / V-sec) und Oxidhalbleiter. "Diese Materialien sind jedoch hart und spröde", sagte Ahn. Sie können bis zu einem gewissen Grad gebogen werden, aber sie können nicht wiederholt gebogen werden.
Ein Molybdändisulfidtransistor ist zwischen zwei Schichten Aluminiumoxid (Al2O3) aus der oberen und unteren Richtung angeordnet. Dieses Gerät verfügt über eine hohe Mobilität, und eine hohe Mobilität ist entscheidend, um die Pixel eines OLED-Displays mit Strom zu versorgen. Um ein ultradünnes, flexibles OLED-Display herzustellen, mussten Ahn und sein Team Molybdändisulfid von dem Transistor freisetzen, der ihn "erwischte". Ahn sagte: "Der Kontaktwiderstand zwischen Molybdändisulfid und der Transistorelektrode ist sehr hoch und der hohe Widerstand verringert die Ladungsträgerbeweglichkeit des Molybdändisulfidtransistors." Der Schlüssel zur Lösung des Problems besteht darin zu erkennen, dass 2D-Halbleiter sehr empfindlich für umgebende Materialien sind. . Im Gegensatz zu den üblichen Möglichkeiten, Transistoren auf der Oberfläche von Siliziumoxid zu platzieren, verwendet Ahns Team sehr glatte und leicht zu kontrollierende Materialien. Sie legten den Transistor in zwei Schichten aus isolierendem Aluminiumoxid ein. Die Grenzfläche zwischen dem Aluminiumoxid und dem Molybdändisulfid erhöht die Elektronen im Halbleiter, ähnlich dem Phänomen des Dotierens von Chemikalien in das Siliziummaterial, um daraus einen Halbleiter zu machen. Diese Verbesserung überwindet das Problem des hohen Kontaktwiderstandes und verbessert die Mobilität der Ladungsträger. Außerdem erzeugt das glatte dielektrische Material keine Flecken, die die Ladung einfangen können, wodurch die Beweglichkeit weiter auf 17 bis 20 Quadratzentimeter pro Voltsekunde erhöht wird.
Sie berichteten die Erfindung diese Woche der Zeitschrift Science Advances.
