使用2D半導體制造的運算放大器

模擬電子設備是一種電子系統，其工作電流和電壓會隨時間連續變化，而不是像數字電子設備那樣僅在兩個級別之間切換。現有的大多數模擬設備均由硅制成。然而，由于迫切需要可集成到各種設備中的電子產品，研究人員最近開始探索使用替代材料制造模擬組件的可能性。

一類已證明對模擬電子學的發展特別有前途的材料是2D半導體過渡金屬二硫化碳(TMD)，例如二硫化鉬(MoS 2)。實際上，這些材料具有許多有利的特性，包括出色的靜電控制，顯著的機械柔韌性和固有的薄度。

維也納工業大學，比薩大學和AMO GmbH的研究人員最近使用2-D半導體MoS 2制造了模擬運算放大器。他們的論文發表在《自然電子》上，證實了二維半導體比硅在模擬電子發展方面的優勢。

“之后，我們成功展示了一個2-d微處理器幾年前，我們希望擴大我們的研究為2-d電子和發現，2-d半導體模擬電子領域仍然覆蓋不好，”梅德K. Polyushkin，進行這項研究的一位研究人員告訴TechXplore。“雖然許多人聽說過數字電子學，但與之相對應的模擬電子學卻在現代研究中黯然失色。但是，許多電子設備都包含許多模擬組件。”

a)運算放大器電路;b)芯片的光學顯微照片，由64個運算放大器和測試晶體管組成;c)光電檢測電路示意圖;d)在白熾燈照射下，從檢測電路輸出電壓信號。圖片來源：Polyushkin等。

Polyushkin和他的同事進行的這項研究的主要目標是使用2-D半導體制造運算放大器，這是模擬電子設備的基本構建模塊。隨后，研究人員計劃通過使用它構建各種不同的模擬電路來測試這種基于半導體的放大器的潛力和性能。

他們創建的新放大器基于本地反向柵極n溝道MoS 2場效應晶體管。值得注意的是，它是迄今為止開發的基于2-D半導體的最復雜，最復雜的模擬電路之一。

Polyushkin說：“當我們開始對二維模擬電子學進行研究時，文獻中只有很少的嘗試證明了模擬器件。” “我們的目標是實現一個完全運算放大器，并在此基礎上構建不同類型的模擬電路。這里最大的挑戰是電路組件的穩定性。”