Molibdenov disulfid ima vrlo dobre performanse kao 2D poluprovodnički materijal, tj. Lako se savijaju. Elektroni se mogu brzo kretati u takvim poluprovodnicima. Istovremeno, takvi poluprovodnici su transparentni jer su debeli samo oko jedan atom. Ove karakteristike ih čine idealnim za izradu fleksibilnih OLED ekrana. Međutim, kada proizvođači pokušavaju da obrade molibdenov disulfid u tranzistore koji kontrolišu OLED piksele, otpor između molibdenovog disulfida (MoS2) i izvora i odvoda tranzistora će biti previsok, čineći ovaj odličan materijal nemogućim. Preuzmite aplikaciju. Sada, korejski inženjeri su pronašli način da primene tranzistore molibden disulfida na fleksibilne OLED displeje. Koristili su ovaj tranzistor za formiranje jednostavne matrice 6 x 6 tačaka na plastičnoj ploči debljine samo 7 mikrona. Ovaj komad plastike se može nanositi na ljudsku kožu. Ovaj jednostavni plastični displej je veoma mekan i može se saviti bez savijanja pri radijusu savijanja manji od 1 cm.
Jong-Hyun Ahn, stručnjak za fleksibilnu elektroniku na Univerzitetu Yonsei u Seulu, objasnio je da je "mobilnost nosioca" ključni učinak koji im je potreban za rješavanje. Ova osobina mjeri brzinu prolaska punjenja kroz poluvodič. Na primer, materijal koji se koristi za pravljenje većine čipova, kristalni silicijum, ima pokretljivost nosača od 1400 kvadratnih centimetara po volt-sekundi (cm2 / Vs). Poluvodiči koji čine osnovnu ploču ekrana su sistemi za prebacivanje i osvjetljavanje piksela. Potrebna mobilnost nosioca mora biti u stanju voziti dovoljno struje da upravlja ovim pikselima, kao i brzinu prijenosa videa. "Za tradicionalne LCD ekrane, njihove stražnje ploče mogu biti napravljene od amorfnog silikona s manjom pokretljivošću nosača", rekao je Ahn. Materijal ima pokretljivost elektrona od oko 1 cm2 / V-sek. Ali OLED ekrani zahtevaju veću mobilnost nosioca. Proizvođači OLED ekrana, uključujući LG i Samsung, koriste materijale veće mobilnosti kao što su polisilikoni (> 10 cm 2 / V-sek) i oksidni poluvodiči. Međutim, "ovi materijali su tvrdi i lomljivi", rekao je Ahn. Oni mogu biti savijeni u određenoj mjeri, ali se ne mogu više puta savijati.
Tranzistor molibden disulfida je u sendviču sa dva sloja aluminijum oksida (Al2O3) iz gornjeg i donjeg pravca. Ovaj uređaj ima visoku mobilnost, a visoka mobilnost je ključna za isporuku struje pikselima OLED zaslona. Da bi napravili ultra tanak fleksibilni OLED ekran, Ahn i njegov tim morali su da oslobode molibdenov disulfid iz tranzistora koji ga je "uhvatio". Ahn je rekao: "Otpor kontakta između molibdenovog disulfida i tranzistorske elektrode je veoma visok, a visoka otpornost će smanjiti mobilnost nosača molibdenovog disulfidnog tranzistora." Ključ za rješavanje problema je prepoznavanje da su 2D poluprovodnici vrlo osjetljivi na okolne materijale. . Za razliku od uobičajenog načina postavljanja tranzistora na površinu silicijum oksida, Ahn-ov tim koristi materijale koji su veoma glatki i lako se kontrolišu. Oni su spojili tranzistor u dva sloja izolacionog aluminijum oksida. Interfejs između aluminijum oksida i molibdenovog disulfida povećava broj elektrona u poluprovodniku, slično fenomenu doping hemikalija u silikonskom materijalu da bi bio poluprovodnik. Ovo poboljšanje prevazilazi problem visoke otpornosti na kontakt i poboljšava mobilnost nosača naboja. Osim toga, glatki dielektrični materijal ne stvara mrlje koje mogu zadržati naelektrisanje, što dodatno povećava mobilnost na 17 do 20 kvadratnih centimetara po volt-sekundi.
Izum su prijavili časopisu Science Advances ove sedmice.
