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二硫化鉬材料研究催生新應用領域

上網時間: 2012年08月27日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:二硫化鉬  MoS2  石墨烯  2D  能隙 

根據研究人員針對「二硫化鉬」(Molybdenum disulfide;MoS2)的研究發現,這種多年來作為工業用潤滑劑的 MoS2 材料可望與石墨烯一樣用來當作電子設備的另一種 2D 平台,從而催生出更多的新產品應用。

去年,瑞士洛桑聯邦高等理工學院(EPEL)的科學家用 MoS2 材料製造出一種電晶體。同時,美國麻省理工學院(MIT)的研究人員也經由 MoS2 成功地製作出多種電子元件。研究人員們聲稱,這種 MoS2 材料將有助於催生出更多嶄新的產品應用,包括閃閃發光的整面牆壁、搭配嵌入式電子元件的衣服,以及內建顯示螢幕的眼鏡等。

「對於過去二、三十年的電子產業而言,這真是最撼動人心的時刻,」麻省理工學院電子工程與電腦科學系(EECS)副教授Tomas Palacios認為,目前有關石墨烯與 MoS2 的研究都還只是在 2D 材料研究領域的開始階段。

麻省理工學院的研究人員發現,要在石墨烯研究上取得進展已日益困難,因為這種材料缺乏能隙(bandgap),而 MoS2 材料本身就已經具備這種能隙特性。

缺少能隙特性意味著採用石墨烯製造的開關可以開啟,但卻不能關斷。「這表示你無法實現數位邏輯,」一位研究人員Han Wang表示。

研究人員一直在尋找一種材料,不但要與石墨烯一樣具有一些非凡的特性,同時又具有能隙特性,後來發現二硫化鉬兼具了這兩項要求。

透過 MoS2 材料,Wang和Palacios已經能製造出逆變器、NAND 閘元件、記憶體元件,以及用12個互連電晶體組成的環形振盪器,它還能產生一個精準的調諧波形輸出。

研究人員們表示,在大型螢幕上使用一個分子厚的二硫化鉬材料,可以控制所顯示的每個畫素,消除用於傳統電晶體中約有幾百萬個原子厚度的矽,無形中能夠降低成本與重量,同時提高能源利用效率。

此外,這種 MoS2 材料在與其他 2D 材料組合後,還可讓 LED 點亮整面牆,以及應用在織入衣物中的手機天線和其它電路。

麻省理工學院的這項研究是由美國海軍研究辦公室、Microelectronics Advanced Research公司材料研究中心、美國國家科學基金會(NSF)和美國陸軍研究實驗室共同贊助的。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Research on molybdenum disulfide sparks new apps,by Nic Mokhoff)

 





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