近年来，世界各地的工程师们一直在努力创造出越来越灵活和多功能的电子元件，因为这样可以制造出更复杂的设备和机器人系统，例如电子皮肤（e-skins）或可穿戴传感器。这一特定研究领域的总体目标是，开发可大规模生产的柔性电子产品，同时具有较高的器件密度和优异的性能。

开发柔性电子零件的一类材料是二维半导体，如二硫化钼（MoS2）。虽然这种材料具有许多优越的机械、光学和电学性能，但迄今为止，使用MoS2制造具有高器件密度和高性能的大规模柔性集成电路仍具有挑战性。

 中国科学院的研究人员最近制造了一种新的柔性透明的MoS2基晶体管，可以大规模生产。这种晶体管，发表在《自然电子》杂志上的一篇论文中，是用传统气相沉积工艺的一种变体制造出来的。

“二硫化钼（MoS2）等二维材料由于其天然的薄性和柔韧性，有可能成为柔性电子产品的新构件，”进行这项研究的研究员之一张广宇告诉TechXplore然而，大规模高性能柔性电子器件的制备仍然具有很大的挑战性。在这项工作中，我们试图根据我们在高质量单层MoS2的晶圆规模外延方面的最新进展，开发大规模柔性和透明电子产品的原型。

张和他的同事们设计的晶体管是通过在柔性衬底上转移晶圆级单层MoS2来制造的。这些层可以使用标准的微制造技术来制造，这意味着它们可以很容易地大量生产。

不同MoS2集成器件的照片，包括反相器、NOR门、与非门、sram和gates以及5级环形振荡器。

研究人员使用了原子层沉积（ALD）的改进版本，这是一种通常用来在表面涂上薄膜的技术。他们采用的另一种ALD方法改善了晶体管的高k介质层（Al2O3）的均匀性。此外，他们使用Au/Ti/Au作为源/漏极接触电极，实现了良好的电接触。

该晶体管具有高的器件密度和97%的成品率，以及高的开关比（1010）、电流密度（~35 μa μm−1）、迁移率（~55 cm2 V−1 s−1）和灵活性。此外，使用相同的制造工艺，研究人员能够制造出各种柔性集成电路，包括逆变器、NOR门、与非门、随机存取存储器和五级环形振荡器。

“我们制造的大规模柔性晶体管显示出高密度、高产量和高性能，”张说更重要的是，器件密度约为每平方厘米1500个晶体管，远高于先前的研究成果。”

这组研究人员最近撰写的论文介绍了一种有前途的制造大规模MoS2基柔性器件的方法。在未来，这种方法可以开发出更薄、更小、性能更好的柔性电子器件。

“在我们接下来的研究中，我们将继续优化生长工艺，以提高MoS2薄膜的质量，”张说此外，我们计划进一步提高器件性能，提高柔性器件的集成度，并为我们的晶体管研究更具前景的应用，如柔性存储器和突触器件、传感器、光电探测器等。”