Molybdeendisulfide heeft een zeer goede prestatie als een 2D halfgeleidermateriaal, dat wil zeggen, ze zijn gemakkelijk gebogen. Elektronen kunnen zich snel verplaatsen in dergelijke halfgeleiders. Tegelijkertijd zijn dergelijke halfgeleiders transparant omdat ze slechts ongeveer één atoom dik zijn. Deze functies maken ze ideaal voor het maken van flexibele OLED-schermen. Wanneer fabrikanten echter proberen om molybdeendisulfide in transistoren te verwerken die OLED-pixels regelen, zal de weerstand tussen molybdeendisulfide (MoS2) en de source en drain van de transistor te hoog zijn, waardoor dit uitstekende materiaal onmogelijk wordt. Download de app. Nu hebben Koreaanse ingenieurs een manier gevonden om molybdeen-disulfide-transistoren op flexibele OLED-schermen aan te brengen. Ze gebruikten deze transistor om een eenvoudige 6 x 6 dot matrix te vormen op een plastic laag van slechts 7 micron dik. Dit stukje plastic kan op de menselijke huid worden aangebracht. Deze eenvoudige plastic sheet display is erg zacht en kan worden gebogen zonder te buigen in een buigradius van minder dan 1 cm.
Jong-Hyun Ahn, een flexibele elektronica-expert aan de Yonsei University in Seoul, legde uit dat 'carriermobiliteit' de belangrijkste prestaties zijn die ze moeten aanpakken. Deze eigenschap meet de snelheid waarmee lading door de halfgeleider gaat. Het materiaal dat wordt gebruikt voor het maken van de meeste chips, kristallijn silicium, heeft bijvoorbeeld een mobiliteit van de drager van 1400 vierkante centimeter per volt-seconde (cm2 / Vs). De halfgeleiders die deel uitmaken van de backplane van het beeldscherm zijn systemen voor het schakelen en belichten van pixels. De vereiste draaggolfmobiliteit moet voldoende stroom kunnen genereren om deze pixels te bedienen, evenals de video-bitrate. "Voor traditionele LCD-schermen kunnen hun achterbladen worden gemaakt van amorf silicium met lagere draaggolfmobiliteit," zei Ahn. Het materiaal heeft een elektronenmobiliteit van ongeveer 1 cm2 / V-sec. Maar OLED-schermen vereisen een hogere draaggolfmobiliteit. OLED-beeldschermfabrikanten, waaronder LG en Samsung, gebruiken materialen met een hogere mobiliteit, zoals polysilicium (> 10 cm2 / V-sec) en oxidehalfgeleiders. "Deze materialen zijn echter hard en broos," zei Ahn. Ze kunnen tot op zekere hoogte worden gebogen, maar ze kunnen niet herhaaldelijk worden gebogen.
Een molybdeen-disulfide-transistor wordt ingeklemd door twee lagen aluminiumoxide (Al2O3) vanuit de bovenste en de onderste richting. Dit apparaat heeft een hoge mobiliteit en een hoge mobiliteit is van cruciaal belang voor het leveren van stroom naar de pixels van een OLED-scherm. Om een ultradun flexibel OLED-scherm te maken, moesten Ahn en zijn team molybdeendisulfide vrijmaken van de transistor die het 'opraakte'. Ahn zei: "De contactweerstand tussen molybdeendisulfide en de transistorelektrode is erg hoog en de hoge weerstand zal de mobiliteit van de molybdeendisulfide-transistor verminderen." De sleutel tot het oplossen van het probleem is te erkennen dat 2D-halfgeleiders zeer gevoelig zijn voor omringende materialen. . Anders dan de gebruikelijke manier om transistors op het oppervlak van siliciumoxide te plaatsen, maakt het team van Ahn gebruik van materialen die zeer soepel en gemakkelijk te regelen zijn. Ze plaatsten de transistor in twee lagen isolerend aluminiumoxide. Het grensvlak tussen het aluminiumoxide en het molybdeendisulfide verhoogt de elektronen in de halfgeleider, vergelijkbaar met het fenomeen van doterende chemicaliën in het siliciummateriaal om er een halfgeleider van te maken. Deze verbetering overwint het probleem van een hoge contactweerstand en verbetert de mobiliteit van de ladingsdrager. Bovendien creëert het gladde diëlektrische materiaal geen vlekken die de lading kunnen vangen, waardoor de mobiliteit verder wordt vergroot tot 17 tot 20 vierkante centimeter per volt-seconde.
Ze meldden deze week de uitvinding aan het tijdschrift Science Advances.
