美國新製程: LED螢幕的無缺陷「分子級薄膜」

加州大學伯克利分校和勞倫斯伯克利國家實驗室的工程師們,已經發現了一種修復薄膜上常見缺陷的簡單新製程。這項發現可推動原子級單層半導體的發展,適用於透明LED螢幕、高效太陽能電池、以及微型晶體管。通過超強有機酸處理由二硫化鉬製成的單層半導體,研究人員能夠讓材料的效率實現百倍增長。首席研究員,加州大學伯克利分校教授Ali Javey表示:「這項研究是『一片完美的單層光電材料』的首次展示,此前我們從未聽聞如此薄的材料可以做到」。

上圖展示的是被雷射所激發的無缺陷二硫化鉬(MoS2)單層半導體,其有助於透明LED顯示屏、超高效率太陽能面板、光電探測器、以及奈米級晶體管的發展。

研究人員們打造出了只有7/10納米厚度的二硫化鉬層,比直徑2.5nm的人類DNA還要細。將材料浸漬於超強酸中,能夠祛除污染物和填充缺失的原子以修復缺陷——這一化學反應被稱作「質子注入」(protonation)

業界對於單層半導體的濃厚興趣,源於其對於光的低吸收、以及能夠承受因彎曲和其它壓力所造成的扭轉的特性。這使得其成為了透明或柔性設備的理想選擇,比如可變形的高性能LED顯示屏,以及可以在斷電時變成透明的裝置。

上圖左-Cal Logo形狀的MoS2單層半導體;上圖右-經過超強酸處理過後的效果。

這一製程亦可通過移除缺陷來提升晶體管的性能,在晶片變得更小更薄的時候,缺陷也成為了限制技術發展的一個重要阻礙。

Javey表示:「無缺陷單層材料的開發,還可以掃清許多開發新類型低能耗切換器時所遇到的問題」。該團隊的工作成果,已經發表在了近日出版的《自然》(Science)期刊上。

來源:cnbeta 網站

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