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美用一个分子厚的二硫化钼造出复杂电路

2012/8/28 11:22:48 | 2167次浏览
  只有一个原子厚的石墨烯是电子元件制造业的“宠儿”,现在,科学家又扩编了超薄二维材料的队伍。据物理学家组织网8月24日(北京时间)报道,美国麻省理工学院的研究团队用只有一个分子厚的二硫化钼(MoS2)制造出了复杂电路。这项发表于本月《纳米快 报》杂志的最新成果打开了通往一个全新的电子材料和器件领域的大门,有助于拓展二维材料在多方面的应用,并将推动一系列全新产品问世。
  二硫化钼作为工业润滑剂已被使用几十年,但直到去年,它的二维形式才首次受到关注,瑞士洛桑联邦理工学院的科学家用它制作了一个晶体管。麻省理工学院的研究人员迅速跟进,他们用机械方法生产出二硫化钼小薄片,用其制造出了多种基本的电子设备:一个逆变 器、一个与非门、一个存储装置,以及一个被称为环形振荡器的相对复杂电路。

  与同为二维形式的石墨烯相比,二硫化钼具有与生俱来的优势。研制石墨烯电路存在一个技术瓶颈,那就是石墨烯没有带隙,而这是其能否用于制造晶体管的关键属性。论文作者、麻省理工学院电气工程和计算机科学系研究生王晗(音译)解释说,没有带隙意味着用石墨烯制 成的开关只能打开而不能关闭,因此无法进行数字逻辑运算。为此,科学家需要对石墨烯进行严格修改,为其创建带隙,但天生拥有带隙的二硫化钼就不存在这个问题。

  麻省理工学院电气工程和计算机科学系副教授托马斯·帕拉西奥斯说,新材料的一个潜在应用是制造大屏幕显示器,如电视机和电脑显示器。由于二维二硫化钼仅有一个分子厚,不同于传统晶体管所用的硅,只需使用少量材料便可制造出大块屏幕,在降低成本和重量的同时,还能提高能效。

  二维二硫化钼未来还可催生很多全新的设备,比如,可将它与其他二维材料结合,制造一整面会发光的墙,与灯泡发出的点光源相比,光线更柔和;用其制造手机的天线和其他电路,灵敏度更高,能耗更少,甚至可被织入衣物中穿戴起来。此外,这种材料薄且完全透明,可沉 积于几乎所有其他材料之上,因此可用它来制造显示器并内置于眼镜、家庭或办公室的窗户中。

  美国加州大学伯克利分校电气工程和计算机科学系副教授阿里·杰维说,分层材料是“一类极有潜力的未来电子材料”,这项研究是向分层半导体领域推进的重要一步。