12 Июня 2026
MoS₂ состоит из одного слоя атомов молибдена, расположенного между двумя слоями атомов серы, толщиной всего около 0,6 нанометра — фактически на атомном уровне. Эта экстремальная тонкость наделяет материал исключительной механической гибкостью, позволяя ему выдерживать многократные изгибы без ухудшения характеристик.Помимо механических преимуществ, MoS₂ также демонстрирует впечатляющие электронные свойства. Будучи собственным полупроводником, он может регулировать поток тока — включая и выключая его — подобно кремнию, что позволяет использовать его в качестве основного строительного блока для логических устройств, лежащих в основе современных интегральных схем.
По мере того, как полупроводниковая промышленность приближается к физическим пределам закона Мура, дальнейшее масштабирование транзисторов на кремнии все больше ограничивается токами утечки. Атомарно тонкий MoS₂ предлагает потенциальное решение: его сверхтонкое тело обеспечивает превосходное электростатическое управление затвором, что делает его сильным кандидатом для расширения масштабирования устройств за пределы 2-нм технологического узла.
Несмотря на эти преимущества, интеграция монокристаллических двумерных материалов в гибкие системы без ущерба для их свойств остается серьезной проблемой. Особенно сложно оказалось создание чистых, высококачественных и масштабируемых процессов переноса.
Традиционно такие материалы выращиваются эпитаксиально на сапфировых подложках методом химического осаждения из газовой фазы, а затем переносятся на гибкие подложки с использованием методов «влажного переноса». Эти подходы обычно включают полимеры, воду или органические растворители, которые могут оставлять остатки, ухудшающие характеристики материала.
Для решения этой проблемы команда Конга разработала процесс сухого переноса на основе оксида. Метод начинается с осаждения сверхтонкого слоя оксида алюминия (Al₂O₃) методом электронно-лучевого испарения для улучшения адгезии на границе раздела с MoS₂. Затем наносится дополнительный слой Al₂O₃ методом атомно-слоевого осаждения, образуя высококачественный диэлектрик затвора с высокой диэлектрической проницаемостью. Крайне важно, что весь процесс исключает прямой контакт MoS₂ с полимерами, водой или растворителями, тем самым сохраняя присущие материалу свойства.
На основе этого подхода исследователи изготовили высокоплотные гибкие транзисторные массивы на кремниевой подложке, которые продемонстрировали несколько ключевых показателей производительности: сверхвысокое отношение тока включения/выключения 10¹²; подвижность носителей заряда до 117 см²/В·с, одна из самых высоких, зарегистрированных для гибких материалов; и крутизна подпорогового напряжения всего 68,8 мВ/декада, приближающаяся к теоретическому пределу в 60 мВ/декада.
Команда также интегрировала транзисторные массивы в активную матричную систему тактильного зондирования, установленную на поверхности мягкого роботизированного захвата. Система способна отображать давление в реальном времени, что позволяет роботу с повышенной точностью определять форму, положение и размер объектов.
источник: Trendforce.