Из 2D-транзисторов собран аналоговый операционный усилитель

Группа исследователей из Венского технологического университета (Австрия), Пизанского университета (Италия) и компании AMO (Германия), несколько лет назад успешно продемонстрировавшая 2D-микропроцессор, недавно изготовила аналоговый операционный усилитель, использующий атомарно-тонкий (2D) полупроводник, дисульфид молибдена (MoS₂).

Благодаря выращенной методом химического осаждения из паровой фазы однородной плёнке MoS₂, удалось получить транзисторы с отличными рабочими характеристиками: малым гистерезисом, соотношением ВКЛ/ВЫКЛ, превышающим 8 порядков величины, мобильностью до 20 см²/В·с. Проверка более 40 устройств показала хорошую воспроизводимость этих показателей с небольшими вариациями порогового напряжения и мобильности носителей заряда.

Такие результаты позволили авторам сконструировать 4-каскадное устройство с общим коэффициентом усиления 40 децибел. Оно базируется на n-канальных полевых транзисторах с локальным задним затвором и является одной из самых сложных среди разработанных на сегодняшний день аналоговых схем на монослойных полупроводниках.

Чтобы наглядно показать потенциал своего операционного усилителя, исследователи использовали его для изготовления ряда типовых схем обратной связи, включая инвертирующий усилитель, интегратор, логарифмический усилитель и трансимпедансный усилитель.

Хотя операционный усилитель всё ещё находится на стадии прототипа, и его параметры будут улучшаться, проведенный анализ указывает на возможность его производства в промышленных масштабах.

Статья, вышедшая в Nature Electronics, демонстрирует преимущества этого операционного усилителя по сравнению с аналогичными электронными компонентами на основе кремния, а также его пригодность для более широкого спектра приложений, включая гибкую и прозрачную электронику.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365