ترانزیستور با دی کالکوژنید فلزات واسطه (Transition Metal Dichalcogenide Transistor - TMD)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع ترانزیستورها (Transistor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
ترانزیستور با دی کالکوژنید فلزات واسطه (Transition Metal Dichalcogenide Transistor - TMD) :
ترانزیستورهای TMD (Transition Metal Dichalcogenide) از خانواده بزرگی از مواد دوبعدی با فرمول شیمیایی MX2 (M = Mo, W, ... و X = S, Se, Te) ساخته می شوند. معروف ترین آنها دی سولفید مولیبدن (MoS2)، دی سلنید مولیبدن (MoSe2)، دی سولفید تنگستن (WS2) و دی سلنید تنگستن (WSe2) هستند. این مواد برخلاف گرافن، دارای گاف انرژی هستند (معمولا ۱-۲ eV) که به تعداد لایه ها نیز وابسته است.
TMDها به دلیل داشتن گاف انرژی و قابلیت ساخت به صورت لایه های نازک (تک لایه یا چندلایه) برای کانال ترانزیستورهای FET بسیار جذاب هستند. ترانزیستورهای مبتنی بر MoS2 و WSe2 (که می توانند نوع N و P باشند) امکان ساخت مدارهای مکمل (CMOS) با مواد دوبعدی را فراهم می کنند.
\[ E_g \ (MoS_2) \approx 1.8\,\text{eV (تک لایه)} \quad , \quad \mu \approx 10\text{–}200\,\text{cm}^2/V\cdot s \]ساختار ترانزیستور TMD شامل یک لایه نازک از TMD به عنوان کانال، الکترودهای سورس و درین (معمولا طلا یا تیتانیوم) و یک گیت با عایق (مثلا SiO2 یا hBN) است. گیت می تواند از پشت (Back Gate) یا از بالا (Top Gate) باشد. تحرک حامل ها در TMDها معمولا از گرافن کمتر است (چند صد
\[ cm^2/V\cdot s \]در بهترین حالت)، اما نسبت
\[ I_{on}/I_{off} \]بسیار بالا (بیش از ۱۰^۶) است.
کاربردهای ترانزیستورهای TMD: الکترونیک انعطاف پذیر، ترانزیستورهای کم مصرف، حسگرهای زیستی، و اپتوالکترونیک (به دلیل گاف مستقیم در تک لایه). تحقیقات برای بهبود کیفیت مواد و ساخت نمونه های عملی ادامه دارد و نمونه های آزمایشی با عملکرد خوب ساخته شده اند.
