Двумерные материалы показали большие потенциальные возможности применения в области датчиков влажности из-за их превосходного соотношения поверхности тела, отличных электрических свойств, гибких и прозрачных свойств и т. Д. Среди них халькогенид переходного металла, представленный дисульфидом молибдена, обладает превосходными Могут быть доступны коэффициент переключения, мобильность и другие характеристики для его применения в электронных устройствах. Поскольку дисульфид молибдена сам по себе является полупроводником n-типа, поэтому, когда поверхность молекул воды эквивалентна их p-типу Допированный, его электрические свойства покажут соответствующее изменение, использование этого принципа может быть использовано для обнаружения изменений внешнего датчика влажности молекулярной массы. В настоящее время исследование датчика влажности MoS2 в основном подчиняется самому процессу в остаточные пары клея Загрязнение поверхности материала влияет на его адсорбцию на молекулы воды, что приводит к проблемам с низкой чувствительностью и длительным временем отклика и т. Д. Поэтому, как получить датчик MoS2 с высокой чувствительностью и быстродействием, стал самым важным фактором, ограничивающим его применение Основной фактор.
В ответ на вышеуказанные проблемы под руководством исследователя Чжан Гуанъю, доктора Чжао Цзин, Института физики, Академии наук Китая / Лаборатории лаборатории физики конденсированных сред (чип) N07, используя новый метод процесса вскрыши золота с чистым Поверхностный транзистор с полевым эффектом на основе дисульфида молибдена, чтобы обеспечить чувствительный ответ на молекулы воды. Этот способ обработки в основном заключается в использовании силы между дисульфидом молибдена и золотом намного больше, чем сила между золотом и подложкой, которая может быть Избыточный образец дисульфида молибдена полностью отслаивается от подложки, обеспечивая при этом чистоту поверхности дисульфида молибдена для устройства. С одной стороны, этот метод эффективно избегает поверхности после реактивного ионного травления Влияние остатка на производительность устройства, с другой стороны, значительно упрощает процесс, было получено с ультрачистым поверхностным полевым транзистором дисульфида молибдена, оптические и электрические свойства значительного увеличения из другого аспекта этого метода обработки Полученный образец имеет лучшую производительность.
Дисульфид молибдена, поскольку полевой транзистор, полученного способом настоящего золота пилинга с супер чистой поверхностью, можно воспринимать влажности окружающей среды чувствительности, значительно улучшает чувствительность дисульфида молибдена датчика влажности. Легирование влияния на молекулах воды, с Когда относительная влажность изменяется от 0% до 35%, сопротивление увеличивается почти на 104, что почти на три порядка выше, чем у предыдущего датчика влажности MoS2 мобильность и тока на скважность также линейно уменьшается с увеличением влажности. в дополнение к наличию высокой чувствительностью, так как поверхность молибдена не дисульфидные висячих связей, адсорбции молекул воды является чисто физической адсорбции, так что устройство может быть легко Десорбция, эффективно уменьшая время реакции и время восстановления, соответственно, до 10 с и 60 с, и это устройство имеет хорошую восстанавливаемость после месяца тестирования первоначального сопротивления основного без изменений с более длинным Life.In Кроме того, из-за роста CVD дисульфида молибдена однородная пленка может быть обработана, чтобы получить серию превосходных характеристик дисульфида Молибден матричного датчика влажности, и, таким образом, играть определенную роль в ориентации различного пространственного распределения вне влажности, мониторинга в режиме реального времени для изменений в распределении влажности окружающей среды. Кроме того, имея высокую чувствительность, которая дисульфид молибдена до сих пор датчик влажности на гибкую подложке Хорошая работа, базовая производительность не изменяется при применении изменений напряжения, которые могут быть предоставлены в будущих приложениях в области гибких электронных устройств.
Такой датчик влажности, имеющий дисульфид молибдена на основе поверхности образца получена UltraClean обработки высокой чувствительности, время отклика и время восстановления короткий, длительный срок службы, более высокие характеристики пространственного разрешения, может быть широко использованы в будущей системе позиционирования и двумерный бесконтактный материал в виде Многофункциональное поле гибкой сенсорной матрицы. Соответствующие результаты опубликованы в «Расширенных материалах». Эта работа была стратегическим пилотным научно-техническим проектом CAS класса B, Национальным фондом естественных наук.
Рисунок 1. (a) Процесс изготовления устройства с использованием метода отгонки золота. (B) Фоторасщепление дисперсного полисульфата молибдена с полевым эффектом, обработанного на подложке из оксида кремния.
Рисунок 2. (a) Изменение выходных характеристик транзистора с полевым эффектом на основе дисульфида молибдена с повышенной влажностью (b) Изменение характеристики переноса с увеличением относительной влажности (c) Соответствующие соотношения между вариацией сопротивления и относительной влажностью.
Рисунок 3. Временной отклик датчика влажности дисульфида молибдена (a) Время отклика и время затухания датчика влажности молибдена дисульфида для одиночного импульса влажности составляют ~ 10 с и ~ 60 с соответственно (b) Время жизни датчика влажности дисульфида молибдена тест.
(A) Когда палец приближается к датчику MoS2, сопротивление устройства увеличивается экспоненциально по мере уменьшения расстояния (B) и (c) показывает отклик матрицы устройства на влажность окружающей среды Распределение значений распределения сопротивления и расчетных значений относительной влажности.
