研究人員生產(chǎn)出長度小于100納米的柔性原子薄型晶體管

世界各地的科學(xué)家們多年來一直在進(jìn)行柔性電子學(xué)的研究。柔性電子學(xué)的目標(biāo)是創(chuàng)造出能夠移動和彎曲而不會斷裂的設(shè)備，這可能被證明對可穿戴電子設(shè)備特別有用。斯坦福大學(xué)的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出一種制造技術(shù)，能夠生產(chǎn)長度小于100納米的柔性原子薄型晶體管。

100納米比以前的技術(shù)所允許的值要小幾倍。該項目研究人員將他們的進(jìn)展稱為"柔性電子學(xué)"。柔性電子設(shè)備的前景包括可彎曲、可塑形，以及保持能源效率。柔性電路可用于可穿戴設(shè)備或植入人體以滿足健康相關(guān)需求。

柔性電路也有望對小型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備非常有用。該團(tuán)隊必須克服的一個主要工程挑戰(zhàn)是在不使用對柔性塑料基材來說太高熱量的情況下形成薄而靈活的電子。在以前的生產(chǎn)方法中，柔性材料在生產(chǎn)過程中需要融化和分解。

該項目的研究人員開發(fā)了一種技術(shù)，從不靈活的基本基材開始分步進(jìn)行。器件建立在一塊涂有玻璃的固體硅板上，在那里，二維半導(dǎo)體二硫化鉬的原子級薄膜被鋪在納米圖案的金電極上。由于該步驟是使用傳統(tǒng)的硅襯底進(jìn)行的，納米級晶體管可以使用現(xiàn)有的先進(jìn)圖案技術(shù)進(jìn)行圖案制作。

該團(tuán)隊可以實現(xiàn)在塑料襯底上不可能實現(xiàn)的分辨率。化學(xué)氣相沉積法可以將二硫化鉬的薄膜一次生長一層原子，得到的薄膜有三個原子厚。這個過程需要溫度達(dá)到1500華氏度以上才能發(fā)揮作用，而之前的柔性基材需要680華氏度左右的溫度，但在更高的溫度下會分解。

該團(tuán)隊完成了額外的制造步驟，最終得到的柔性晶體管的性能比用以前的方法生產(chǎn)的任何晶體管都要高幾倍。該團(tuán)隊認(rèn)為，整個電路可以建立并轉(zhuǎn)移到柔性材料上，但后續(xù)層的復(fù)雜情況使轉(zhuǎn)移后的額外步驟成為必要?？偟膩碚f，整個結(jié)構(gòu)有5微米厚，包括柔性聚酰胺，大約比人的頭發(fā)薄5倍。

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