在對(duì)傳統(tǒng)硅材料相關(guān)應(yīng)用研究達(dá)到瓶頸時(shí)，科學(xué)家們?cè)噲D尋找替代材料，二維材料因具備特殊的單原子層厚特點(diǎn)成為近年來(lái)的研究熱門(mén)，尤其是二硫化鉬(MoS2)、二硫化鎢(WS2)、二硒化鉬(MoSe2)、二硒化鎢(WSe2)等過(guò)渡金屬硫化物(TMDCs)具有優(yōu)異的光電特性，比較傳統(tǒng)硅作為晶體管材料時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)更高的電荷遷移率與更低的功率損耗。

斯坦福大學(xué)科研人員基于二硫化鉬發(fā)明了一種僅原子厚度的高性能晶體管，長(zhǎng)度不到100納米，但可以實(shí)現(xiàn)在低電壓運(yùn)行時(shí)耐受高電流。這使得柔性電子產(chǎn)品達(dá)到“薄如蟬翼”的效果成為可能。相關(guān)研究成果發(fā)表在《NatureElectronics》上。

隨著科技的發(fā)展，雖然柔性電子設(shè)備已經(jīng)在日常生活中“隨處可見(jiàn)”了，如顏值較高的曲屏手機(jī)、升級(jí)版酷炫可折疊手機(jī)、不會(huì)“硌人”的智能服飾等等，但是人們對(duì)柔性電子技術(shù)的探索仍未止步，至少在輕薄度、可延性等方面仍然具有很大的發(fā)展空間。

柔性電子技術(shù)一般是通過(guò)將有機(jī)或無(wú)機(jī)材料電子器件制作在柔性或可延性的基板上，以使得傳統(tǒng)堅(jiān)硬的電子設(shè)備柔性化，從而能夠在不規(guī)則的條件下穩(wěn)定運(yùn)行。*早可以追溯到上世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)科研人員一般以塑料、金屬、玻璃、橡膠為基板，并嘗試用有機(jī)半導(dǎo)體替代硅等無(wú)機(jī)半導(dǎo)體。

一般而言，材料的輕薄度與其柔性是正相關(guān)的，然而對(duì)于電子設(shè)備而言，輕薄材料的電壓耐受性一般比較差，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在很大的安全隱患，尤其是應(yīng)用在醫(yī)療數(shù)據(jù)跟蹤器等可穿戴設(shè)備當(dāng)中，基板受熱分解、漏電或者是數(shù)據(jù)異常反饋不及時(shí)等都可能對(duì)使用者造成生命危險(xiǎn)。因此，如何保證電子設(shè)備在滿足性能條件的前提下趨于輕薄化與小型化，是至今為止研究人員一直在攻克的重要難點(diǎn)之一。

斯坦福大學(xué)研究人員提出了一種新的基于層的工藝使超薄電子設(shè)備成為可能。他們首先在覆蓋有玻璃涂層剛性硅基板上，利用化學(xué)氣相沉積法使原子厚度MoS2薄膜疊加成為僅三個(gè)原子厚度的涂層，該涂層上方覆蓋著納米級(jí)圖形結(jié)構(gòu)金電極，隨后浸入去離子水中將整個(gè)器件堆棧剝離，并轉(zhuǎn)移到由聚酰亞胺制成的柔性基板上。

*終包括基板在內(nèi)的整個(gè)柔性場(chǎng)效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)厚度僅5微米，且分辨率高、功耗低、散熱效果佳。

新工藝在無(wú)線通信、“貼膚”電子產(chǎn)品、人體芯片等領(lǐng)域中具有很大的應(yīng)用前景，目前研究人員正在尋找商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的方法。此外，他們嘗試?yán)枚f(MoSe2)和二硒化鎢(WSe2)材料驗(yàn)證這種晶體管制造方法的多樣性。