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Composantes Électroniques de Produit de Chercheurs de MIT du Bisulfure de Molybdène Comme Graphene

Published on August 23, 2012 at 12:16 PM

La découverte du graphene, un matériau force exceptionnelle épaisse et possédante de juste un atome et d'autres propriétés nouvelles, a commencé une avalanche de recherche autour de son utilisation pour tout à partir de l'électronique au bloc optique aux matériaux structurels. Mais la recherche neuve suggère qui était juste le début : Une famille entière des matériaux bidimensionnels peut ouvrir encore des possibilités plus grandes pour les applications qui pourraient changer beaucoup d'aspects de la vie moderne.

Le dernier matériau « neuf », le bisulfure de molybdène (MOS2) - qui a été utilisé réellement pendant des décennies, mais pas sous sa 2-D forme - a été la première fois décrit juste il y a une année par des chercheurs en Suisse. Mais pendant cette année, les chercheurs au MIT - qui a lutté pendant plusieurs années pour établir les circuits électroniques hors du graphene avec des résultats très limités (excepté des applications de radiofréquence) - ont déjà réussi à effectuer un grand choix de composantes électroniques à partir du MOS2. Ils disent que le matériau pourrait aider à déclencher radicalement des produits nouveaux, des parois entières qui rougeoient au vêtement avec l'électronique incluse aux glaces avec les écrans de visualisation intrinsèques.

Le Tableau affiche la structure de feuille à plat de la matière employée par l'équipe de MIT, le bisulfure de molybdène. Des atomes de Molybdène sont affichés en sarcelle d'hiver, et atomes de soufre en jaune. Accueil d'Image de Wang et autres.

Un état sur la production des circuits électroniques complexes du matériau neuf a été publié ce mois en ligne dans les Lettres de Nano de tourillon ; le papier est écrit par Han Wang et Lili Yu, étudiants de troisième cycle dans le Service du Génie Électrique et De l'informatique (EECS) ; Tomás Palacios, le Professeur Agrégé d'Emmanuel E. Landsman d'EECS ; et d'autres au MIT et ailleurs.

Palacios dit il pense que le graphene et le MOS2 sont juste le début d'un royaume neuf de recherche sur les matériaux bidimensionnels. « C'est le moment le plus passionnant pour l'électronique dans les 20 derniers ou 30 ans, » il dit. « Elle ouvre la trappe à un domaine complet neuf des matériaux et des dispositifs électroniques. »

Comme le graphene, lui-même une 2-D forme de graphite, le bisulfure de molybdène a été utilisée depuis de nombreuses années comme lubrifiant industriel. Mais on ne l'avait jamais vu comme 2-D plate-forme pour des appareils électroniques jusqu'à l'année dernière, quand les scientifiques à l'université Suisse EPFL ont produit un transistor sur le matériau.

Les chercheurs de MIT ont rapidement balancé dans l'action : YI-Hsien Lee, un postdoc dans le groupe de Jing Kong de professeur agrégé dans EECS, a trouvé une bonne voie d'effectuer de grandes feuilles du matériau utilisant un procédé de déposition en phase vapeur. Lee a proposé cette méthode tout en fonctionnant avec Li Trouvé-Jong à Academia Sinica dans Taïwan et amélioré lui après être venu au MIT. Palacios, Wang et Yu ont alors réglé à produire des synthons de circuits électroniques sur les feuilles effectuées par Lee, ainsi que sur MoS2 les éclailles ont produit par une méthode mécanique, qui ont été utilisées pour le travail décrit dans le papier neuf.

Wang avait lutté pour établir des circuits sur le graphene pour sa recherche de thèse de doctorat, mais trouvé lui beaucoup plus facile à faire avec du matériau neuf. Il y avait « un goulot d'étranglement lourd » à accomplir le progrès avec le graphene, il explique, parce que ce matériau manque d'un bandgap - la propriété principale qui permet pour produire les transistors, la composante de base de la logique et des circuits de mémoire. Tandis Que le graphene doit être modifié des voies exigeantes afin de produire un bandgap, MoS2 vient juste naturellement avec un.

Le manque d'un bandgap, Wang explique, signifie qu'avec un contact fait en graphene, « vous pouvez l'allumer, mais vous ne pouvez pas l'arrêter. Cela signifie que vous ne pouvez pas faire la logique digitale. » Ainsi les gens prennent pour des années recherchant un matériau qui partage certaines des propriétés extraordinaires des graphene, mais ont également cette qualité manquante - comme le fait le bisulfure de molybdène.

Puisqu'il déjà est largement produit en tant qu'un lubrifiant, et grâce au travail actuel au MIT et à d'autres laboratoires sur le transformer en grandes feuilles, l'évaluation vers le haut de la production du matériau pour des usages pratiques devrait être beaucoup plus facile qu'avec d'autres matériaux neufs, Wang et Palacios disent.

Wang et Palacios pouvaient fabriquer un grand choix d'appareils électroniques de base sur le matériau : un onduleur, qui commute une tension de puissance d'entrée à son opposé ; une porte NON-ET, un élément de logique de base qui peut être combiné pour effectuer presque n'importe quel genre de fonctionnement de logique ; un bloc de mémoires, un des éléments clé de tous les dispositifs de calcul ; et un circuit plus complexe appelé un oscillateur de sonnerie, composé de 12 transistors interconnectés, qui peuvent produire un résultat avec précision ajusté d'onde.

Palacios dit qu'une application possible du matériau neuf est des affichages de grand-écran tels que des téléviseurs et des moniteurs d'ordinateur, où un transistor indépendant règle chaque pixel de l'affichage. Puisque le matériau est juste une molécule profondément - à la différence du silicium fortement épuré qui est utilisé pour les transistors conventionnels et doit être des millions d'atomes profondément - même très le grand écran utiliserait seulement une quantité infinitésimale des matières premières. Ceci a pu potentiellement réduire le coût et le grammage et améliorer le rendement énergétique.

À l'avenir, il pourrait également activer des genres entièrement neufs de dispositifs. Le matériau a pu être employé, en combination avec d'autres 2-D matériaux, pour effectuer les dispositifs électroluminescents. Au lieu de produire une source ponctuelle de la lumière à partir d'un bulbe rachidien, une paroi entière a pu être effectuée pour rougeoyer, production plus douce, la lumière moins glaring. De Même, l'antenne et d'autres circuits d'un téléphone portable pourraient être tissés dans le tissu, fournissant une antenne beaucoup plus sensible qui a besoin de moins d'alimentation électrique et pourrait être comportée au vêtement, Palacios dit.

Le matériau est tellement légèrement qu'il est complet transparent, et il peut être déposé sur pratiquement n'importe quel autre matériau. Par exemple, le MOS2 a pu être appliqué à la glace, produisant des affichages établis dans une paire des lunettes ou de l'hublot d'une maison ou d'un bureau.

En plus de Palacios, de Kong, de Wang, de Yu et de Lee, les travaux ont été menés à bien par l'étudiant de troisième cycle Allen Hsu et la société apparentée de MIT Yumeng Shi, avec le Menton et le Madan Dubey de Matthew de chercheurs de Laboratoire de Recherche de l'Armée Américaine, Et Li Trouvé-Jong d'Academia Sinica dans Taïwan. Le travail a été financé par le Bureau des États-Unis de la Recherche Navale, le Centre de Foyer de Microelectronics Advanced Research Corporation pour des Matériaux, le National Science Foundation et le Laboratoire de Recherche de Forces Terrestres.

Source : MIT

Last Update: 23. August 2012 13:25

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