Ahn și echipa sa au vrut apoi să facă un ceas inteligent sau un ecran flexibil de dimensiuni inteligente.
Disulfura de molibden are o performanță foarte bună ca material semiconductor 2D, adică este ușor de îndoit. Electronii se pot mișca rapid în astfel de semiconductori. În același timp, astfel de semiconductori sunt transparenți deoarece au doar un atom de grosime. Aceste caracteristici le fac ideale pentru a face ecrane OLED flexibile. Cu toate acestea, atunci când producătorii încearcă să proceseze disulfura de molibden în tranzistori care controlează pixelii OLED, rezistența dintre disulfura de molibden (MoS2) și sursa și scurgerea tranzistorului va fi prea mare, ceea ce face imposibil acest material excelent. Ia aplicatia. Acum, inginerii coreeni au găsit o modalitate de a aplica tranzistori cu disulfură de molibden la ecrane OLED flexibile. Ei au folosit acest tranzistor pentru a forma o matrice simplă de 6 x 6 puncte pe o folie de plastic cu o grosime de numai 7 microni. Această bucată de plastic poate fi aplicată pe pielea umană. Acest ecran simplu din plastic este foarte moale și poate fi îndoit fără îndoire la o rază de îndoire mai mică de 1 cm.
Jong-Hyun Ahn, expert electronic în domeniul electronicii de la Universitatea Yonsei din Seul, a explicat că "mobilitatea transportatorilor" reprezintă performanța cheie pe care trebuie să o facă pentru a face față. Această proprietate măsoară rata la care încărcarea trece prin semiconductor. De exemplu, materialul utilizat pentru a produce cele mai multe cipuri, siliciu cristalin, are o mobilitate purtătoare de 1400 centimetri pătrați pe volt-secundă (cm2 / Vs). Semiconductorii care formează backplane-ul afișajului sunt sisteme pentru comutarea și iluminarea pixelilor. Mobilitatea necesară a transportatorului trebuie să poată conduce suficient curent pentru a acționa aceste pixeli, precum și rata de biți video. "Pentru ecrane LCD tradiționale, fundul lor poate fi realizat din siliciu amorf cu mobilitate inferioară a transportatorului", a spus Ahn. Materialul are o mobilitate a electronilor de aproximativ 1 cm2 / V-sec. Ecranele OLED necesită o mobilitate mai mare a transportatorului. Producătorii de display OLED, inclusiv LG și Samsung, utilizează materiale cu mobilitate mai mare, cum ar fi polisiliciu (> 10 cm 2 / V-sec) și semiconductori de oxid. Cu toate acestea, "aceste materiale sunt grele și fragile", a spus Ahn. Ele pot fi îndoite într-o anumită măsură, dar nu pot fi îndoite repetat.
Un tranzistor cu disulfură de molibden este întins de două straturi de oxid de aluminiu (Al2O3) din direcția superioară și inferioară. Acest dispozitiv are mobilitate ridicată, iar mobilitatea ridicată este esențială pentru furnizarea curentului către pixelii unui ecran OLED. Pentru a face un ecran ultra-subțire OLED flexibil, Ahn și echipa lui au trebuit să elibereze disulfidul de molibden de la tranzistorul care la "prins". Ahn a spus: "Rezistența de contact dintre disulfura de molibden și electrodul tranzistor este foarte mare, iar rezistența ridicată va reduce mobilitatea purtătoare a tranzistorului disulfidic de molibden". Cheia pentru rezolvarea problemei este să recunoaștem că semiconductorii 2D sunt foarte sensibili la materialele din jur. . Spre deosebire de mijloacele obișnuite de plasare a tranzistorilor pe suprafața oxidului de siliciu, echipa lui Ahn folosește materiale foarte netede și ușor de controlat. Ei au întins tranzistorul în două straturi de oxid de aluminiu izolant. Interfața dintre oxidul de aluminiu și disulfura de molibden mărește electronii din semiconductor, similar cu fenomenul de substanțe chimice doping în materialul siliciu, pentru a-l transforma într-un semiconductor. Această îmbunătățire depășește problema rezistenței ridicate la contact și îmbunătățește mobilitatea suportului de încărcare. În plus, materialul dielectric neted nu creează pete care să permită încărcarea încărcăturii, crescând în continuare mobilitatea la 17 până la 20 centimetri pătrați pe volt-secundă.
Ei au raportat invenția revistei Science Advances în această săptămână.
