使用2D半导体制造的运算放大器

模拟电子设备是一种电子系统，其工作电流和电压会随时间连续变化，而不是像数字电子设备那样仅在两个级别之间切换。现有的大多数模拟设备均由硅制成。然而，由于迫切需要可集成到各种设备中的电子产品，研究人员最近开始探索使用替代材料制造模拟组件的可能性。

一类已证明对模拟电子学的发展特别有前途的材料是2D半导体过渡金属二硫化碳(TMD)，例如二硫化钼(MoS 2)。实际上，这些材料具有许多有利的特性，包括出色的静电控制，显着的机械柔韧性和固有的薄度。

维也纳工业大学，比萨大学和AMO GmbH的研究人员最近使用2-D半导体MoS 2制造了模拟运算放大器。他们的论文发表在《自然电子》上，证实了二维半导体比硅在模拟电子发展方面的优势。

“之后，我们成功展示了一个2-d微处理器几年前，我们希望扩大我们的研究为2-d电子和发现，2-d半导体模拟电子领域仍然覆盖不好，”梅德K. Polyushkin，进行这项研究的一位研究人员告诉TechXplore。“虽然许多人听说过数字电子学，但与之相对应的模拟电子学却在现代研究中黯然失色。但是，许多电子设备都包含许多模拟组件。”

a)运算放大器电路;b)芯片的光学显微照片，由64个运算放大器和测试晶体管组成;c)光电检测电路示意图;d)在白炽灯照射下，从检测电路输出电压信号。图片来源：Polyushkin等。

Polyushkin和他的同事进行的这项研究的主要目标是使用2-D半导体制造运算放大器，这是模拟电子设备的基本构建模块。随后，研究人员计划通过使用它构建各种不同的模拟电路来测试这种基于半导体的放大器的潜力和性能。

他们创建的新放大器基于本地反向栅极n沟道MoS 2场效应晶体管。值得注意的是，它是迄今为止开发的基于2-D半导体的最复杂，最复杂的模拟电路之一。

Polyushkin说：“当我们开始对二维模拟电子学进行研究时，文献中只有很少的尝试证明了模拟器件。” “我们的目标是实现一个完全运算放大器，并在此基础上构建不同类型的模拟电路。这里最大的挑战是电路组件的稳定性。”