Ahn a jeho tým chtěli vytvořit inteligentní hodinky nebo flexibilní obrazovku o velikosti smartphonu.
Disulfid molybdenu má velmi dobrý výkon jako 2D polovodičový materiál, to znamená, že jsou snadno ohýbány. Elektrony se v těchto polovodičích rychle pohybují. Současně jsou tyto polovodiče transparentní, protože mají pouze tloušťku jednoho atomu. Díky těmto funkcím jsou ideální pro vytváření flexibilních OLED displejů. Nicméně, když se výrobci pokusí zpracovat disulfid molybdenu do tranzistorů, které řídí OLED pixely, bude odolnost mezi disulfidem molybdenu (MoS2) a zdrojem a odtokem tranzistoru příliš vysoká, což znemožní tento vynikající materiál. Získat aplikaci. Nyní korejští inženýři našli způsob, jak aplikovat tranzistory disulfidu molybdenu na flexibilní OLED displeje. Tento tranzistor použili k vytvoření jednoduché matrice 6 x 6 bodů na plastovém plášti o tloušťce pouze 7 mikronů. Tento plastový materiál lze aplikovat na lidskou pokožku. Tento jednoduchý plastový deskový displej je velmi měkký a lze ho ohýbat bez ohýbání v poloměru ohybu menší než 1 cm.
Jong-Hyun Ahn, flexibilní odborník na elektroniku na univerzitě Yonsei v Soulu, vysvětlil, že "mobilita dopravců" je klíčem k tomu, jak je třeba řešit. Tato vlastnost měří rychlost přenosu polovodičů. Například materiál používaný k výrobě většiny třísek, krystalického křemíku, má mobilitu nosiče 1400 centimetrů na vteřinu (cm2 / Vs). Semiconduktory, které tvoří backplane displeje, jsou systémy pro spínání a osvětlení obrazových bodů. Požadovaná pohyblivost nosiče musí být schopna řídit dostatečný proud pro ovládání těchto pixelů, stejně jako přenosovou rychlost videa. "Pro tradiční LCD obrazovky mohou být jejich spodní vrstvy vyrobeny z amorfního křemíku s nižší mobilitou nosiče," řekl Ahn. Materiál má pohyb elektronů asi 1 cm2 / V-sek. OLED displeje však vyžadují vyšší mobilitu. OLED výrobci, včetně společností LG a Samsung, používají materiály s vyšší mobilitou, jako je polysilikon (> 10 cm 2 / V-sec) a oxidové polovodiče. Nicméně "tyto materiály jsou tvrdé a křehké," řekl Ahn. Mohou být do jisté míry ohnuty, ale nemohou být opakovaně ohnuty.
Tranzistor molybdenového disulfidu je vložen ze dvou vrstev oxidu hlinitého (Al2O3) z horního a dolního směru. Toto zařízení má vysokou mobilitu a vysoká mobilita je kritická pro dodávání proudu na pixely OLED displeje. Pro vytvoření ultralehkého flexibilního OLED displeje potřeboval Ahn a jeho tým k uvolnění disulfidu molybdenu z tranzistoru, který ho "chytil". Ahn uvedl: "Kontaktní odpor mezi disulfidem molybdenu a tranzistorovou elektrodou je velmi vysoký a vysoká odolnost sníží mobilitu nosiče síranu molybdenového disulfidu." Klíčem k řešení problému je rozpoznat, že 2D polovodiče jsou velmi citlivé na okolní materiály. . Na rozdíl od obvyklých prostředků umisťování tranzistorů na povrch oxidu křemičitého používají Ahnovy týmy materiály, které jsou velmi hladké a snadno ovladatelné. Tyto tranzistory vložily do dvou vrstev izolačního oxidu hlinitého. Rozhraní mezi oxidem hlinitým a disulfidem molybdenu zvyšuje elektrony v polovodiči, podobně jako fenomén dopingových chemikálií do křemíkového materiálu, který z něj činí polovodič. Toto vylepšení překonává problém vysokého odporu kontaktu a zlepšuje mobilitu nosiče náboje. Navíc hladký dielektrický materiál nevytváří skvrny, které by mohly zachytit náboj, což dále zvyšuje pohyblivost na 17 až 20 centimetrů na vteřinu.
Ohlásili vynález týdeníku Science Advances.
