З дисульфіду молібдену зробили гнучкий прозорий чіп

Китайські інженери зробили повноцінний гнучкий і прозорий чіп. Він заснований на дисульфіді молібдену, і щільність елементів у ньому вище тисячі на квадратний сантиметр. Мікросхема зберігає працездатність після багаторазового згинання в круту дугу, що робить її корисною для електронного одягу і м'яких пристроїв. Робота опублікована в.

Розробка гнучкої і прозорої електроніки - один з ключових пріоритетів останнього десятиліття. Вона стане в нагоді в багатьох місцях, включаючи сенсори, розумний одяг, чутливу штучну шкіру роботів, прозорі дисплеї і візори, а також для багато чого іншого. До створення м'яких мікросхем є кілька підходів. Можна використовувати органічні напівпровідники, наприклад з іонно-проводимої полімерної плівки змогли зробити весь класичний набір електронних компонентів. Крім того, гнучкі чіпи пробують конструювати на основі вуглецевих нанотрубок або оксиду цинку.

Ключовий параметр мікросхеми - кількість електронних компонентів. Одиночний польовий транзистор пропускає струм залежно від сигналу керування і здатний виконувати тільки прості завдання, наприклад, регулювати гучність звуку в навушниках. Але якщо електронних компонентів кілька і різних, їх можна організувати в логічну схему для вирішення складних завдань, а в центральному процесорі комп'ютера рахунок транзисторів йде на мільярди. З гнучких компонентів раніше вдавалося створити тільки найпростіші схеми.

На Лі (Na Li) з Пекінської національної лабораторії фізики конденсованих середовищ і його колеги зробили гнучким і прозорим повноцінний чіп з тисячами польових транзисторів. Він заснований на одношаровому дисульфіді молібдену, який нанесений на поліетиленову підкладку. Монослой отримали методом хімічної облоги з газової фази на сапфірі. Після цього на поліетилен нанесли оксид індія-олова, який служив шаром затвору, і оксид алюмінію в якості шару діелектрика, потім зверху закріпили монослой дисульфіду молібдену. Для формування транзисторів застосували стандартну післяйну фотолітографію.

В результаті вийшов чіп, який виглядає як прозора плівка. Щільність транзисторів у ньому сягнула півтори тисячі на квадратний сантиметр, з яких правильно працювали 97 відсотків. Щільність струму склала 35 мікроампер на мікрон, рухливість носіїв заряду - 55 квадратних сантиметрів на вольт секунду. Щоб продемонструвати функціональність, інженери зробили ще один дослідний зразок з логічними елементами інверсії, І-НЕ, АБО-НЕ та іншими, що достатньо для обчислень. Крім того, чіп виявився стійким до багаторазового згинання - чотирисантиметрову платівку можна безбоязно обернути навколо пальця і розігнути безліч разів, електричні властивості порушаться тільки якщо заламати гострий кут.

Щоб електронний пристрій був цілком гнучким (або прозорим), до мікросхеми потрібне аналогічне джерело електроенергії. Можна застосувати прозору сонячну батарею, ефективність яких вже перевищує десять відсотків, або поставити гнучкий акумулятор, який ще й розтягується.