Elektroniska Delar för MIT-ForskareJordbruksprodukter från Graphene-Något liknande MolybdenumDisulfide

Published on August 23, 2012 at 12:16 PM

Upptäckten av graphene, tjock och ägande ovanlig styrka för en materiell precis en atom och annan ny rekvisita, startade en lavin av forskning runt om dess bruk för allt från elektronik till optik till strukturella material. Men ny forskning föreslår som var precis början: En hel familj av tvådimensionella material kan öppna upp även mer bred möjligheter för applikationer som kunde ändra många aspekter av modernt liv.

Det senaste ”nya” materiellt, molybdenumdisulfide (MoS2) - som har faktiskt använts för årtionden, men inte i dess 2-D bildar - beskrevs först precis ett år sedan av forskare i Schweitz. Men däri har året, forskare på MIT - vem som under flera år kämpas för att bygga elektroniskt, går runt ut ur graphene med mycket inskränkt resultat (bortsett från radiofrequencyapplikationer) - redan lyckas i danande en variation av elektroniska delar från MoS2. Dem något att säga som det materiellt kunde hjälpa att visa i radically ny produkt, från hela väggar som glöder till att bekläda med inbäddad elektronik till exponeringsglas med inbyggd skärm avskärmer.

Diagrammet visar att lägenhet-täcka strukturerar av det materiellt som används av MIT-laget, molybdenumdisulfide. Molybdenumatoms visas i kricka och svavelatoms i guling. Avbilda artighet av Wang o.a.

En rapport på produktionen av komplext elektroniskt går runt från det nya materiellt publicerades direktanslutet denna månad i den Nano föra journal över Märker; det pappers- varas upphovsman till av Han Wang och Lili Yu, doktorander i Avdelningen av Elektriskt Iscensätta och Datavetenskap (EEG); Tomás Palacios, den Emmanuel E. Landsman Bundsförvant Professorn av EEG; och andra på MIT och någon annanstans.

Palacios något att säga är han funderaregraphene och2 MoS precis början av en ny sfär av forskning på tvådimensionella material. ”Är Det den mest spännande tiden för elektronik i jumbon 20 eller 30 år,” honom något att säga. ”Öppnar Det upp dörren till ett fullständigt nytt område av elektroniska material och apparater.”,

Lik graphene, sig själv 2-D bildar av grafiten, molybdenumdisulfide har använts för många år som ett industriellt smörjmedel. Men det hade aldrig setts som en 2-D plattform för elektroniska apparater till i fjol, då forskare på den Schweiziska universitetar EPFL producerade en transistor på det materiellt.

MIT-forskare svängde snabbt in i handling: Yi-Hsien Lee, en postdoc i den förbundna professorJing Kongs gruppen i EEG, grundar en goda långt för att göra stort täcker av det materiellt genom att använda kemisk en processaa dunstavlagring. Lee kom upp med detta metodstundarbete med Legade-Jong Li på Academia Sinica i Taiwan och förbättrade det efter kommande till MIT. Den Palacios, Wang och Yu uppsättningen till att producera byggande kvarter av elektroniskt går runt därefter på täcker gjort av Lee, såväl som på flingor som MoS2 produceras av en mekanisk metod, som användes för det beskrev arbetet i det nytt, skyla över brister.

Wang hade kämpat för att bygga går runt på graphene för hans doktors- teforskning, men funnit det som mycket var lättare att göra med det nya materiellt. Det fanns ”en bastant flaskhals” till danandeframsteg med graphene, förklarar han, därför att det materiellt saknar en bandgap - den nyckel- egenskapen, som gör det möjlighet för att skapa transistorer, det grundläggande del- av logik och minne, går runt. Stundgraphene behöver att ändras i fordra väg för att skapa en bandgap, MoS2 kommer precis naturligt med en.

Bristen av en bandgap, Wang förklarar, hjälpmedel som med en koppla som göras av graphene, ”du, kan vända på den, men du inte kan vända den av. Det hjälpmedel kan du inte göra digital logik.”, Så har har folket för år som söker för ett materiellt, som delar några av graphenes utöver det vanliga rekvisita, men också detta saknade kvalitets- - som molybdenumdisulfide gör.

Därför Att den redan produceras brett som ett smörjmedel och tack till pågående arbete på MIT och andra labb på danande som den in i stort täcker, bör skala upp produktionen av det materiellt för praktiskt bruk vara mycket lättare än med annan ny material, Wang och Palacios något att säga.

Wang och Palacios var kompetent att fabricera en variation av grundläggande elektroniska apparater på det materiellt: en inverterare, som kopplar en mata inspänning till dess motsats; en NAND utfärda utegångsförbud för, en grundläggande logikbeståndsdel som kan kombineras för att bära ut nästan någon sort av logikfunktionen; en minnesapparat, en av de nyckel- computational apparaterna för delar allra; och ett mer komplex går runt kallat en ringaoscillator som göras upp av 12 interconnected transistorer, som kan jordbruksprodukter ett exakt stämt vinka tillverkat.

Palacios något att säga som en potentiell applikation av det nya materiellt är, stor-avskärmer skärmar liksom televisionuppsättningar, och datoren övervakar, var en separat transistor kontrollerar varje PIXEL av skärmen. Därför Att det materiellt är precis en molekyl tjockt - i motsats till den högt renade silikonen som används för konventionella transistorer och måste vara miljoner av atoms tjockt - även ett mycket stor skärm skulle bruk endast ett infinitesimal antal av de rå materialen. Detta kunde potentiellt förminska kostar och väger och förbättrar energieffektivitet.

I framtiden kunde det också möjliggöra helt nya sorter av apparater. Det materiellt kunde användas, i kombination med andra 2-D material, för att göra ljus-utsändande av apparater. I stället för att producera en pekakälla av ljust från en kula kunde en hel vägg göras för att glöda, att producera som var mer mjuk, mindre blända ljust. På motsvarande sätt kan antennen och annan strömkrets av en mobiltelefon vävas in i tyg som ger en mycket känsligare antenn, som behöver mindre driver, och kunde inkorporeras in i att bekläda, Palacios något att säga.

Det materiellt är så thin att det är fullständigt genomskinligt, och det kan sättas in på faktiskt någon annat som är materiellt. Till exempel kunde2 MoS appliceras till exponeringsglas och att producera skärmar som byggs in i en para av glasögon eller fönstret av ett hus eller ett kontor.

Förutom Palacios, Kong, Wang, Yu och Lee bars arbetet ut av doktoranden Allen Hsu, och MIT ansluter Yumeng Shi, med den Matthew för forskare för Laboratoriumet för U.S.-ArméForskning Hakan och Madan Dubey och Legade-Jong Li av Academia Sinica i Taiwan. Arbetet betalades av U.S.-Kontoret av Sjö- Forskning, Microelectronicsen Avancerad Forska Korporation Fokuserar Centrerar för Material, Nationalet Science Foundation och ArméForskningLaboratoriumet.

Källa: MIT

Last Update: 23. August 2012 13:27

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit