Разработка KAUST сделает электронику более прозрачной
Полностью прозрачные электронные устройства были бы идеальным вариантом для ряда приложений, в частности, для цифрового взаимодействия с окружающей обстановкой в дисплеях дополненной реальности.
Нужным сочетанием электронных характеристик и прозрачности обладают сверхтонкие полупроводящие слои на базе дихалькогенидов переходных металлов (Transition Metal Dichalcogenide, TMD). Однако до сих пор такие монослои, например, дисульфида молибдена, нуждались в кремниевой подложке и металлических электродах, задерживающих свет.
Саудовские инженеры из Научно-технического университета им. Короля Абдуллы (KAUST) разработали решающую эту проблему стратегию. Она предусматривает интеграцию 2D-полупроводников с прозрачными металлоксидными контактами.
Преодолеть трудности, связанные с получением высококачественных монослоёв MoS2 на большой площади основы, учёные смогли, внедрив интерфейсную прослойку, стимулирующую рост TMD. Также был разработан процесс переноса полученных монослоёв в воде с кремниевых на другие подложки — стеклянные или пластиковые. Металлоксидные контакты команда KAUST выращивала атомно-слоевым осаждением на 2D-полупроводнике уже после его переноса на прозрачную основу.
Авторы продемонстрировали серию созданным таким способом двумерных электронных схем и устройств: транзисторов, инверторов, выпрямителей и сенсоров. В качестве материала электрических контактов в них использовался легированный алюминием оксид цинка (AZO) — дешёвый заменитель повсеместно применяемого сегодня оксида индия/олова (ITO).
По итогам испытаний эти устройства превзошли свои аналоги с непрозрачными металлическими контактами (электродами базы, источника и стока). Прозрачные транзисторы также показали самое низкое напряжение включения среди всех TFT на базе MoS2, изготовленных химическим осаждением в вакууме.
На очереди у авторов создание более сложных схем для поверки универсальности и масштабируемость их технологии.