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MIT 研究員由像 Graphene 的二硫化鉬導致電子元件

Published on August 23, 2012 at 12:16 PM

在 graphene 的發現上,材料一個原子厚實和擁有的例外力量和其他新穎的屬性,在其一切的使用附近開始了研究雪崩從電子到光學對結構上的材料。 但 是期初的新的研究建議: 二維材料全家可能打開可能更改現代生活的許多方面的應用的更加清楚的可能性。

最新的 「新的」材料,二硫化鉬 (MoS2) - 實際上使用了數十年,但是不以其第 2 種形式 - 首先被描述了一年前由研究員在瑞士。 但是在該年, MIT 的 - 誰研究員努力幾年建立電子線路出於與非常有限結果的 graphene (除了無線電頻率應用) - 在做各種各樣的電子元件已經成功由 MoS2。 他們說材料在根本地新產品可能幫助迎接,從發光到有嵌入電子的衣物對與固定顯示屏的玻璃的全部的牆壁。

繪製顯示 MIT 小組用於的材料的平面頁結構,二硫化鉬。 鉬原子在深青色和硫磺原子顯示以黃色。 Wang 鏡像等。

關於複雜電子線路的生產的一個報表從新的材料的被發布了在日記帳納諾信函的在線本月; 本文是由韓 Wang 和力力牌 Yu 編寫的,電氣工程的部門的研究生和計算機科學 (EECS); Tomás Palacios, EECS 伊曼紐爾 E. Landsman 副教授; 并且在 MIT 和在別處其他。

Palacios 說他認為 graphene 和 MoS2 是研究一個新的域的期初對二維材料的。 「它是電子的最扣人心弦的時期在最後 20 或 30 年」,他說。 「它對電子材料和設備一個全新的域打開這個門」。

像 graphene,本身石墨,二硫化鉬的第 2 份表單使用了許多年作為行業潤滑劑。 當瑞士大學的 EPFL 科學家生產了在材料的一支晶體管,但是未曾被看見作為第 2 個平臺為直到去年的電子設備。

MIT 研究員迅速投入活動: 使用一個化學氣相沉積進程,伊Hsien 李,在 Jing Kong 副教授的組的一 postdoc 在 EECS,查找了一個好方式做大頁材料。 李產生了此方法,當從事與位於Jong 的李在中央研究院在臺灣和改進它時在來到 MIT 以後。 Palacios、 Wang 和 Yu 然後設置了對引起電子線路構件在李做的頁的,以及在 MoS2 剝落用一個機械方法生產了,為在新的文件描述的這個工作使用。

Wang 努力建立在 graphene 的電路他的博士論文研究的,但是找到它更加容易執行與新的材料。 有 「重的瓶頸」對取得與 graphene 的進展,他解釋,因為該材料缺乏 bandgap - 使成為可能創建晶體管、邏輯基本成分和存儲電路的關鍵屬性。 當 graphene 需要被修改用橫徵暴斂的方式為了創建 bandgap 時, MoS2 自然來與一个。

缺乏 bandgap, Wang 解釋,意味著與切換由 graphene 製成, 「您能打開它,但是您不可能關閉它。 那意味您不可能執行數字式邏輯」。 因此人們有多年來搜索共享一些 graphene 的非常屬性的材料的,而且有此缺少質量 -,二硫化鉬。

由於它廣泛已經被生產作為潤滑劑和由於持續的工作在 MIT 和其他實驗室做的它成大頁,稱材料的生產為實用的使用比與其他新的材料, Wang 和 Palacios 說應該容易。

Wang 和 Palacios 能製造在材料的各種各樣基本的電子設備: 變換器,換成輸入電壓其對面; 與非門,可以被結合執行幾乎任何种邏輯操作的一個基本邏輯元件; 存儲設備,其中一個所有計算設備關鍵部件; 并且稱環形振盪器的一條更加複雜的電路,由 12 支被互聯的晶體管製成,可能導致精密地調整的通知輸出。

Palacios 說新的材料的一種潛在的應用是大屏幕顯示例如電視機和計算機監控程序,一支單獨晶體管控制這個顯示的每像素。 由於材料濃厚是一個分子 - 不同於為常規晶體管使用,并且必須濃厚是百萬原子 - 的高度被淨化的硅甚而一個非常大顯示將使用原材料的仅一個無窮小的數量。 這能可能地減少費用和重量和改進節能。

將來,它可能也啟用全新的種類設備。 材料能用於,與其他第 2 材料的組合,做輕放射的設備。 而不是導致點光源由一個電燈泡,整個牆壁能做發光,生產更加虛擬,較不閃耀炫目光。 同樣,天線和移動電話的其他電路也許被編織到織品,提供需要較少功率,并且可能合併到衣物裡的一個更加敏感的天線, Palacios 說。

材料那麼稀薄是它完全地透明,并且它在實際上其他材料可以存款。 例如, MoS2 能被應用於玻璃,導致顯示被建立到一個對鏡片或房子或辦公室的視窗。

除 Palacios、 Kong、 Wang、 Yu 和李之外,這個工作由研究生亞倫花語和 MIT 子公司有美軍研究實驗室研究員的馬修奇恩角和 Madan Dubey Yumeng Shi 執行,和中央研究院的位於Jong 的李在臺灣。 這個工作由海軍研究美國辦公室,材料 Microelectronics Advanced Research Corporation 重點中心,國家科學基金會和陸軍研究實驗室資助。

來源: MIT

Last Update: 23. August 2012 13:25

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