يحتوي ثاني كبريتيد الموليبدينوم على أداء جيد جدًا باعتباره مادة شبه موصلة ثنائية الأبعاد ، أي أنها عازمة بسهولة. يمكن للإلكترونات أن تتحرك بسرعة في أشباه الموصلات. في الوقت نفسه ، تكون أشباه الموصلات هذه شفافة لأنها لا تزيد سماكتها عن ذرة واحدة. هذه الميزات تجعلها مثالية لصنع شاشات OLED المرنة. ومع ذلك ، عندما تحاول الشركات المصنعة معالجة ثاني كبريتيد الموليبدينوم في الترانزستورات التي تتحكم في بكسلات OLED ، فإن المقاومة بين ثاني كبريتيد الموليبدينوم (MoS2) ومصدر واستنزاف الترانزستور ستكون عالية للغاية ، مما يجعل هذه المادة الممتازة مستحيلة. احصل على التطبيق الآن ، وجد المهندسون الكوريون طريقة لتطبيق ترانزستورات ثاني كبريتيد الموليبدينوم على شاشات OLED المرنة. استخدموا هذا الترانزستور لتشكيل مصفوفة 6 × 6 نقاط بسيطة على ورقة بلاستيكية لا يتجاوز سمكها 7 ميكرون. يمكن تطبيق هذه القطعة من البلاستيك على جلد الإنسان. شاشة العرض البلاستيكية البسيطة هذه لينة للغاية ويمكن ثنيها دون الانحناء عند دائرة نصف قطرها أقل من 1 سم.
أوضح Jong-Hyun Ahn ، خبير الإلكترونيات المرنة في جامعة Yonsei في سيول ، أن "قدرة الناقل" هي الأداء الرئيسي الذي يحتاجون إلى معالجته. تقيس هذه الخاصية المعدل الذي تمر به الشحنة عبر أشباه الموصلات. على سبيل المثال ، تحتوي المادة المستخدمة في تصنيع معظم الرقائق ، وهي السيليكون البلوري ، على قدرة حاملة تبلغ 1400 سنتيمتر مربع في الثانية الواحدة (cm2 / Vs). أشباه الموصلات التي تشكل لوحة الكترونية معززة الشاشة هي أنظمة للتبديل وإضاءة بكسل. يجب أن تكون قدرة الحامل المطلوبة قادرة على دفع ما يكفي من التيار لتشغيل وحدات البكسل هذه ، وكذلك معدل بت الفيديو. وقال آهن: "بالنسبة لشاشات LCD التقليدية ، يمكن تصنيع أوراقها الخلفية من السيليكون غير المتبلور مع قابلية تنقل أقل للناقل." تحتوي المادة على قابلية تنقل إلكترونية تبلغ حوالي 1 سم 2 / ثانية. لكن شاشات OLED تتطلب تنقلًا أعلى للناقل. يستخدم مصنعو شاشات OLED ، بما في ذلك LG و Samsung ، مواد تنقلية أعلى مثل polysilicon (> 10 سم 2 / V- ثانية) وأشباه الموصلات المؤكسدة. ومع ذلك ، "هذه المواد صعبة وهشة ،" قال آن. يمكن ثنيها إلى حد ما ، لكن لا يمكن ثنيها بشكل متكرر.
يتم وضع الترانزستور ثنائي كبريتيد الموليبدينوم بواسطة طبقتين من أكسيد الألومنيوم (Al2O3) من الاتجاهين العلوي والسفلي. يتمتع هذا الجهاز بحركية عالية ، والتنقلية العالية أمر حاسم في توصيل التيار إلى وحدات البكسل في شاشة OLED. لإنشاء شاشة OLED رفيعة ومرنة ، احتاج Ahn وفريقه إلى إطلاق ثاني كبريتيد الموليبدينوم من الترانزستور الذي "اكتشف". قال آهن: "إن مقاومة التلامس بين ثاني كبريتيد الموليبدينوم وإلكترود الترانزستور عالية للغاية ، والمقاومة العالية ستقلل من قدرة الناقل على ترانزستور ثنائي الموليبدينوم" المفتاح لحل المشكلة هو إدراك أن أشباه الموصلات ثنائية الأبعاد حساسة للغاية للمواد المحيطة. . على عكس الوسائل المعتادة لوضع الترانزستورات على سطح أكسيد السيليكون ، يستخدم فريق Ahn مواد سلسة للغاية ويسهل التحكم فيها. لقد شطوا الترانزستور في طبقتين من أكسيد الألومنيوم العازل. تزيد الواجهة بين أكسيد الألومنيوم وثاني أكسيد الموليبدينوم من الإلكترونات الموجودة في أشباه الموصلات ، على غرار ظاهرة تعاطي المنشطات الكيميائية في مادة السيليكون لجعلها أشباه الموصلات. يتغلب هذا التحسين على مشكلة مقاومة التلامس العالية ويحسن من قدرة حاملة الشحنة. بالإضافة إلى ذلك ، لا تخلق المواد العازلة الملساء نقاطًا يمكن أن تحبس الشحنة ، مما يزيد من إمكانية الحركة إلى 17 إلى 20 سنتيمترًا مربعًا في الثانية الواحدة.
وقد أبلغوا عن اختراع مجلة العلوم المتقدمة هذا الأسبوع.
