用于生物相容性半导体二维电子纤维晶体管的打结结构
材料科学
2023-11-07 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
近年来，与电子设备紧密交互的需求不断增长，推动了可穿戴设备的流行。虽然可穿戴设备因采用硅基技术通常较为刚性，但未来的可穿戴设备需要柔性半导体纤维基晶体管作为主动传感元件或微处理器中的组件来管理和分析数据。二维(2D)半导体薄片尚未在纤维晶体管中得到研究，但可能为实现高迁移率、生物相容且柔性的纤维基器件提供途径。本文报道了二硒化钨(WSe2)和二硫化钼(MoS2)半导体二维(2D)薄片的电化学剥离。薄片的高长径比(>100)在聚酯纤维上实现了对齐且共形的薄片间结，使晶体管迁移率达约 1 cm^2 V^-1 s^-1，电流开关比 Ion/Ioff ~ 10^2 - 10^4。此外，研究了 MoS2 和 WSe2 薄片对人角质形成细胞的细胞毒性效应，发现其具有生物相容性。作为额外步骤，我们利用纤维直径确定晶体管沟道长度，创建了独特的晶体管打结结构，为实现晶体管沟道尺寸缩小(100 {\mu}m)并提供途径，将其用于制作以人类头发为基底的 MoS2 纤维晶体管，迁移率高达 {\mu} ~ 15 cm^2 V^-1 s^-1。
引用
@article{arxiv.2311.02545,
title = {Knot Architecture for Biocompatible and Semiconducting Two-Dimensional Electronic Fibre Transistors},
author = {Tian Carey and Jack Maughan and Luke Doolan and Eoin Caffrey and James Garcia and Shixin Liu and Harneet Kaur and Cansu Ilhan and Shayan Seyedin and Jonathan N. Coleman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.02545},
year = {2023}
}
备注
19 pages, 4 figures