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第一作者：Na Li, Qinqin Wang

通訊作者：張廣宇、楊蓉

通訊單位：中科院物理所

本文亮點：

1. 發展了一種改性的CVD制備工藝

2. 實現了高性能柔性透明晶體管陣列的可規模化制造

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原子級超薄二硫化鉬（MoS₂）具有優異的力學、光學和電學性能，在集成柔性半導體電子材料器件領域備受關注。然而，制造具有高器件密度和高性能的大規模MoS₂基柔性集成電路仍然是一個挑戰。

有鑒于此，中科院物理研究所張廣宇、楊蓉等人使用4英寸晶圓級的MoS₂單分子膜，在柔性襯底上實現了透明的MoS₂基晶體管和邏輯電路的大規模集成。

方法

研究人員使用一種改進的化學氣相沉積工藝來生長大晶粒尺寸的晶片級單分子膜和金/鈦/金電極，以產生低至2.9?k??μm^-1的接觸電阻。

性能

場效應晶體管（FETs）具有較高的器件密度（1518個晶體管/cm²）和高成品率（97%），并且具有較高的通斷比(1010)、電流密度（~35?μA?μm^-1）、遷移率(~55?cm²?V^-1?s^-1)和柔性。

大面積

這種高性能晶體管陣列的可規模化制造（每片晶片具有54640個晶體管），使大面積靈活集成多級電路的生產成為可能。研究人員展示了用于反相器（在Vdd=4V時，電壓增益高達107）、NOR門、NAND門、靜態隨機存取存儲器（SRAM）和五級環形振蕩器的電路。

小結

該研究工作提供了一種制作大規模柔性集成MoS₂器件的策略，對開發應用于計算、通信、傳感和信息存儲的柔性電子器件具有一定的價值。

參考文獻：

Li, N., Wang, Q., Shen, C. et al. Large-scale flexible and transparent electronics based on monolayer molybdenum disulfide field-effect transistors. Nat Electron (2020)

DOI：10.1038/s41928-020-00475-8

https://doi.org/10.1038/s41928-020-00475-8