Nghiên Cứu Tạo Ra Màng Bán Dẫn Siêu Mỏng, Dùng Cho Màn Hình LED Trong Suốt

Tháng 11/2015, một bước đột phá mới trong sự phát triển của vật liệu bán dẫn siêu mỏng ở cấp độ nguyên tử, đã tạo tiền đề cho sự phát triển của màn hình LED trong suốt, các tế bào năng lượng Mặt Trời hiệu suất cao, và những bóng bán dẫn siêu nhỏ.

Theo đó, các nhà nghiên cứu tại UC Berkeley và Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley đã phát triển thành công kỹ thuật mới, sử dụng một loại siêu acid hữu cơ để xử lý phim bán dẫn đơn lớp (monolayer semiconductor), có nguồn gốc từ MoS2 (molypden đisulfua). Từ đó có thể tăng hiệu quả phát quang của lớp phim lên gấp 5000 lần, từ 1% lên 100%.

Giáo sư Ali Javey, nhà nghiên cứu chính của dự án tại UC Berkeley, cho biết: “Đây là lần đầu tiên có thể tạo ra một tấm quang điện tử đơn lớp hoàn hảo và đạt độ mỏng của vật liệu chưa từng có”

Thực tế, nhóm nghiên cứu đã tạo ra những lớp MoS2 có độ dày chỉ 7/10 nnm, mỏng hơn cả một sợi DNA người với đường kính chỉ khoảng 2.5 nnm. Sau khi nhúng những lớp MoS2 này trong loại siêu acid sẽ giúp phá hủy các loại tạp chất trong cấu trúc, đồng thời lấp đầy các nguyên tử còn thiếu bằng phản ứng hóa học proton hóa, thu được độ tinh khiết tối ưu.

Chất bán dẫn đơn lớp có khả năng hấp thụ ánh sáng thấp, và có thể chịu được lực xoắn, uốn cong cùng nhiều áp lực khác. Khả năng này khiến nó trở nên lý tưởng đối với các thiết bị đòi hỏi sự trong suốt và linh hoạt. Có thể hình dung một chiếc màn hình LED hiệu suất cao có thể biến dạng, trong suốt khi tắt nguồn,...

Ngoài ra, kỹ thuật xử lý bằng siêu acid cũng sẽ giúp cải thiện hiệu suất của các bóng bán dẫn bằng việc loại bỏ các khuyết tật trong cấu trúc, hứa hẹn tạo ra thế hệ những con chip máy tính mới, nhỏ hơn và mỏng hơn.