Ahn e sua equipe, então, queriam fazer um relógio inteligente ou uma tela flexível do tamanho de um smartphone.
O dissulfeto de molibdênio tem um desempenho muito bom como um material semicondutor 2D, isto é, eles são facilmente dobrados. Os elétrons podem se mover rapidamente nesses semicondutores. Ao mesmo tempo, esses semicondutores são transparentes porque têm apenas cerca de um átomo de espessura. Esses recursos os tornam ideais para fazer displays OLED flexíveis. No entanto, quando os fabricantes tentam processar o dissulfeto de molibdênio em transistores que controlam os pixels OLED, a resistência entre o dissulfeto de molibdênio (MoS2) e a fonte e o dreno do transistor será muito alta, impossibilitando esse excelente material. Obtenha o aplicativo. Agora, engenheiros coreanos descobriram uma maneira de aplicar transistores de dissulfeto de molibdênio a telas OLED flexíveis. Eles usaram esse transistor para formar uma simples matriz de 6 x 6 pontos em uma folha de plástico medindo apenas 7 mícrons de espessura. Este pedaço de plástico pode ser aplicado na pele humana. Este display de chapa plástica simples é muito macio e pode ser dobrado sem dobrar em um raio de curvatura inferior a 1 cm.
Jong-Hyun Ahn, especialista em eletrônica flexível da Universidade Yonsei, em Seul, explicou que a "mobilidade da operadora" é o desempenho-chave de que precisam para lidar. Essa propriedade mede a taxa na qual a carga passa pelo semicondutor. Por exemplo, o material usado para fabricar a maioria dos chips, o silício cristalino, tem uma mobilidade de transporte de 1400 centímetros quadrados por segundo de volt (cm2 / Vs). Os semicondutores que compõem o painel traseiro da tela são sistemas para alternar e iluminar pixels. A mobilidade necessária da operadora deve ser capaz de gerar corrente suficiente para operar esses pixels, bem como a taxa de bits de vídeo. "Para telas de LCD tradicionais, suas folhas traseiras podem ser feitas de silício amorfo com menor mobilidade da portadora", disse Ahn. O material tem uma mobilidade de elétrons de cerca de 1 cm2 / V-sec. Mas os displays OLED exigem maior mobilidade de operadora. Fabricantes de telas OLED, incluindo LG e Samsung, usam materiais de maior mobilidade, como polissilício (> 10 cm 2 / V-sec) e semicondutores de óxido. No entanto, "esses materiais são duros e frágeis", disse Ahn. Eles podem ser dobrados até certo ponto, mas não podem ser dobrados repetidamente.
Um transistor de dissulfeto de molibdênio é ensanduichado por duas camadas de óxido de alumínio (Al2O3) das direções superior e inferior. Esse dispositivo tem alta mobilidade e a alta mobilidade é essencial para fornecer corrente aos pixels de um display OLED. Para fazer um display OLED flexível e ultrafino, Ahn e sua equipe precisaram liberar dissulfeto de molibdênio do transistor que "capturou". Ahn disse: "A resistência de contato entre o dissulfeto de molibdênio e o eletrodo do transistor é muito alta, e a alta resistência reduzirá a mobilidade da portadora do transistor de dissulfeto de molibdênio". A chave para resolver o problema é reconhecer que os semicondutores 2D são muito suscetíveis aos materiais circundantes. . Ao contrário dos meios habituais de colocar transistores na superfície do óxido de silício, a equipe de Ahn usa materiais que são muito suaves e fáceis de controlar. Eles imprensaram o transistor em duas camadas de óxido de alumínio isolante. A interface entre o óxido de alumínio e o dissulfeto de molibdênio aumenta os elétrons no semicondutor, semelhante ao fenômeno dos produtos químicos de doping no material de silício para torná-lo um semicondutor. Este aprimoramento supera o problema da alta resistência ao contato e melhora a mobilidade da portadora de carga. Além disso, o material dielétrico liso não cria pontos que podem aprisionar a carga, aumentando ainda mais a mobilidade para 17 a 20 centímetros quadrados por segundo de volt.
Eles relataram a invenção para a revista Science Advances esta semana.
