Нов пробив в гъвкавите полупроводници: Скоростта на предаване е достатъчна, за да задвижвате OLED пиксели

Ан и екипът му следва да се надяват да направят интелигентен часовник или гъвкав екран с размер на смартфон.

Едно от отличните свойства на използването на молибденов дисулфид като 2D полупроводников материал е, че те са лесно огъващи се. Електроните могат да се движат бързо в такива полупроводници. В същото време такива полупроводници са прозрачни, защото са с дебелина едва един атом. Тези характеристики ги правят идеални за направата на гъвкави OLED дисплеи. Въпреки това, когато производителите се опитват да обработят молибден дисулфид в транзистори, които контролират OLED пиксели, съпротивлението между молибденовия дисулфид (MoS2) и източника и изтичането на транзистора ще бъде твърде високо, което прави този отличен материал невъзможен. Сега, корейските инженери са намерили начин да прилагат молибденов дисулфид транзистори към гъвкави OLED дисплеи. Те използват този транзистор, за да образуват проста матрица 6 × 6 точки върху пластмасов лист с дебелина само 7 микрона. Този пластмасов лист може да бъде прикрепен към човешката кожа. Този прост пластмасов лист е много мек и няма да се счупи, когато се наведе с радиус на огъване по-малък от 1 см.

Йонг-Хиун Ан, експерт по гъвкавата електроника в университета Yonsei в Сеул, обясни, че "мобилността на превозвачите" е ключовото изпълнение, което те трябва да се справят. Това представяне измерва скоростта, с която зарядът преминава през полупроводниковия. Например материалът, използван за получаване на най-много чипове - кристален силиций, има носител на мобилност от 1400 квадратни сантиметра на волт секунда (cm2 / Vs). Полупроводниците, които изграждат базовата платка на дисплея, са системи за превключване и осветяване на пиксели. Необходимата мобилност на превозвачите трябва да може да управлява достатъчно ток, за да работи с тези пиксели и да отговаря на изискванията за видео битова скорост. "За конвенционалните LCD дисплеи с течни кристали, задните им платна могат да бъдат направени от аморфен силиций с ниска мобилност на носителя." Ан каза, че електронната мобилност на този материал е около 1 кв. См / V-сек. Въпреки това, OLED дисплеите изискват по-голяма мобилност на оператора. Производителите на OLED дисплеи, включително LG и Samsung, използват материали с по-висока мобилност като полисилиций (> 10 квадратни сантиметра / вол-секунда) и оксидни полупроводници. Въпреки това, "Тези материали са твърди и крехки", каза Ан. Те могат да се наведат до известна степен, но не могат да се навеждат многократно.

Молибден дисулфиден транзистор се поставя от два слоя алуминиев оксид (А1203) отгоре и отдолу. Този вид устройство има висока мобилност и висока мобилност е много важна за доставяне на ток до пикселите на OLED дисплея. За да направи ултра тънък, гъвкав OLED дисплей, Ahn и неговият екип трябваше да освободят молибден дисулфид от транзистора, който го "грабна". Амн заяви: "Съпротивлението на контакт между молибден дисулфид и транзисторния електрод е много високо и високото съпротивление ще намали мобилността на носителя на молибденовия дисулфиден транзистор." Ключът към решаването на проблема се състои в това, че 2D полупроводниците са много уязвими към околните материали. , За разлика от общия метод за поставяне на транзистори върху повърхност от силициев оксид, екипът на Ahn използва материали, които са много гладки и лесни за контролиране. Те сандвич транзистор в два слоя от изолационен алуминиев оксид. Контактните повърхности на Al2O3 и MoS2 увеличават електроните в полупроводниците, подобно на допинга на химикалите в силиконовия материал, за да се превърне в полупроводников феномен. Този подобрен ефект преодолява проблема с висока устойчивост на контакт и увеличава мобилната носеща способност на носителя. В допълнение, гладките диелектрични материали не генерират петна, които могат да задържат заряда, като допълнително повишават мобилността до 17 до 20 cm 2 / V-сек.

Те съобщиха това изобретение на списанието Science Advances тази седмица.