
該技術(shù)將實(shí)現(xiàn)2D材料由數(shù)字處理向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并最終向光觸設(shè)備轉(zhuǎn)化發(fā)展;而該材料的多功能性可以將多個(gè)電子設(shè)備按比例縮小并集成融合在一個(gè)設(shè)備上。
Xia Hong及其同事利用一個(gè)原子厚度的二硫化鉬(MoS2)薄片來進(jìn)行試驗(yàn),MoS2作為一種化合物,其導(dǎo)電性能與硅的性能類似。研究人員首先在MoS2上覆蓋一層具有鐵電性的聚合物;通過對(duì)聚合物施以一個(gè)電場,它可以逆轉(zhuǎn)正負(fù)電荷的排列或極化。
工作人員發(fā)現(xiàn),通過對(duì)聚合物表面有選擇性地施以電壓,可以控制聚合物的極化方向,進(jìn)而對(duì)MoS2的電子特性進(jìn)行重新配置。
當(dāng)聚合物的正負(fù)電荷對(duì)著MoS2層或者反向遠(yuǎn)離MoS2層而排列時(shí),MoS2薄片的電流在兩個(gè)方向上都能自由流動(dòng),且等量于所施加的電壓。在此狀態(tài)下,MoS2具有晶體管的作用,這就是二進(jìn)制語言1s和0s形式所表示的用以釋放或抑制電流的數(shù)字處理信號(hào)元件。
當(dāng)研究人員以不同的方式對(duì)聚合物進(jìn)行極化——創(chuàng)建出兩個(gè)垂直方向但相對(duì)排列的極化域時(shí),MoS2層的性能發(fā)生了變化;當(dāng)施以等量電壓和不同極性時(shí),MoS2層變成了一個(gè)二極管,僅允許電流以一個(gè)方向流經(jīng),而不能以另外一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。
Hong介紹到:即便在移除電壓的情況下,MoS2也能保持其晶體管和二極管的性能。Hong將這種低電壓要求的技術(shù)品質(zhì)稱之為“非常有前景的低壓技術(shù)設(shè)備”。這種原子厚度尺寸的半導(dǎo)體和鐵電聚合物的機(jī)械性能非常適宜于柔性可穿戴電子產(chǎn)品。
該技術(shù)的可逆性有助于改善半導(dǎo)體加工處理的傳統(tǒng)古老辦法,即摻雜;摻雜是一種賦予半導(dǎo)體設(shè)計(jì)功能的化學(xué)工藝。
“該技術(shù)不需要進(jìn)行任何化學(xué)改變,只需要對(duì)材料功能進(jìn)行電學(xué)方面的重新編程即可”,Hong介紹到。
該研究發(fā)表在期刊 Physical Review上。(編譯:中國超硬材料網(wǎng))