Field-effect transistors (FETs) are powerful devices in the semiconducting electronics industry and their manufacturing forms the basis of countless electronic devices. Most contemporary FETs rely on inorganic materials, mainly silicon that uses conventional photolithography, etching, and deposition techniques in sophisticated and expensive clean-room environments. An alternative route to fabricating FETs is via inkjet printing that offers the possibility of mass production and working with additively manufactured, low-cost materials, to form high functionality devices with applications in a wide array of fields. Although the inkjet-printed electrode-based sensor is widely reported, the number of all inkjet-printed FETs is still limited. Here, the authors report the design, fabrication, and characterization of an all inkjet-printed FET. Two-dimensional layered materials, such as electrically conducting graphene, semiconducting molybdenum disulfide (MoS2), and dielectric-hexagonal boron nitride (hBN), were used to construct the printed FET on an Si/SiO2 substrate. Here, the authors also present the annealing temperature analysis of the drop-cast hBN ink, which provided a clear outlook toward the printed dielectric layer fabrication of the transistor. To have an idea of the leakage current of the FET, the authors inkjet-printed a simple capacitor device first with graphene and hBN inks, which was characterized by using the small-signal impedance technique, capacitance-frequency (C-F), and capacitance-voltage (C-V), where the change in C was measured from F ∼ 1 kHz up to 5 MHz. At low frequency, ∼1 KHz, the maximum capacitance ∼36 pF was found at 20 V.

中文翻译：

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使用石墨烯和六方氮化硼油墨喷墨印刷的基于 MoS2 的场效应晶体管

场效应晶体管 (FET) 是半导体电子行业中的强大设备，它们的制造构成了无数电子设备的基础。大多数当代 FET 依赖于无机材料，主要是硅，在复杂且昂贵的洁净室环境中使用传统的光刻、蚀刻和沉积技术。制造 FET 的另一种方法是通过喷墨打印，它提供了大规模生产的可能性，并可以使用增材制造的低成本材料来形成具有广泛应用领域的高功能器件。尽管喷墨印刷的基于电极的传感器被广泛报道，但所有喷墨印刷的 FET 的数量仍然有限。在这里，作者报告了全喷墨印刷 FET 的设计、制造和表征。二维层状材料，如导电石墨烯、半导体二硫化钼 (MoS2) 和介电六方氮化硼 (hBN)，用于在 Si/SiO2 衬底上构建印刷 FET。在这里，作者还介绍了滴铸 hBN 墨水的退火温度分析，这为晶体管的印刷介电层制造提供了清晰的前景。为了了解 FET 的漏电流，作者首先用石墨烯和 hBN 墨水喷墨打印了一个简单的电容器装置，其特点是使用小信号阻抗技术、电容频率 (CF) 和电容-电压（CV），其中 C 的变化是从 F ∼ 1 kHz 到 5 MHz 测量的。在低频（~1 KHz）下，在 20 V 下发现最大电容~36 pF。例如导电石墨烯、半导体二硫化钼 (MoS2) 和介电六方氮化硼 (hBN)，用于在 Si/SiO2 衬底上构建印刷 FET。在这里，作者还介绍了滴铸 hBN 墨水的退火温度分析，这为晶体管的印刷介电层制造提供了清晰的前景。为了了解 FET 的漏电流，作者首先用石墨烯和 hBN 墨水喷墨打印了一个简单的电容器装置，其特点是使用小信号阻抗技术、电容频率 (CF) 和电容-电压（CV），其中 C 的变化是从 F ∼ 1 kHz 到 5 MHz 测量的。在低频，约 1 KHz，在 20 V 时发现最大电容约 36 pF。例如导电石墨烯、半导体二硫化钼 (MoS2) 和介电六方氮化硼 (hBN)，用于在 Si/SiO2 衬底上构建印刷 FET。在这里，作者还介绍了滴铸 hBN 墨水的退火温度分析，这为晶体管的印刷介电层制造提供了清晰的前景。为了了解 FET 的漏电流，作者首先用石墨烯和 hBN 墨水喷墨打印了一个简单的电容器装置，其特点是使用小信号阻抗技术、电容频率 (CF) 和电容-电压（CV），其中 C 的变化是从 F ∼ 1 kHz 到 5 MHz 测量的。在低频（~1 KHz）下，在 20 V 下发现最大电容~36 pF。半导体二硫化钼 (MoS2) 和介电六方氮化硼 (hBN) 用于在 Si/SiO2 衬底上构建印刷 FET。在这里，作者还介绍了滴铸 hBN 墨水的退火温度分析，这为晶体管的印刷介电层制造提供了清晰的前景。为了了解 FET 的漏电流，作者首先用石墨烯和 hBN 墨水喷墨打印了一个简单的电容器装置，其特点是使用小信号阻抗技术、电容频率 (CF) 和电容-电压（CV），其中 C 的变化是从 F ∼ 1 kHz 到 5 MHz 测量的。在低频，约 1 KHz，在 20 V 时发现最大电容约 36 pF。半导体二硫化钼 (MoS2) 和介电六方氮化硼 (hBN) 用于在 Si/SiO2 衬底上构建印刷 FET。在这里，作者还介绍了滴铸 hBN 墨水的退火温度分析，这为晶体管的印刷介电层制造提供了清晰的前景。为了了解 FET 的漏电流，作者首先用石墨烯和 hBN 墨水喷墨打印了一个简单的电容器装置，其特点是使用小信号阻抗技术、电容频率 (CF) 和电容-电压（CV），其中 C 的变化是从 F ∼ 1 kHz 到 5 MHz 测量的。在低频，约 1 KHz，在 20 V 时发现最大电容约 36 pF。用于在 Si/SiO2 衬底上构建印刷 FET。在这里，作者还介绍了滴铸 hBN 墨水的退火温度分析，这为晶体管的印刷介电层制造提供了清晰的前景。为了了解 FET 的漏电流，作者首先用石墨烯和 hBN 墨水喷墨打印了一个简单的电容器装置，其特点是使用小信号阻抗技术、电容频率 (CF) 和电容-电压（CV），其中 C 的变化是从 F ∼ 1 kHz 到 5 MHz 测量的。在低频，约 1 KHz，在 20 V 时发现最大电容约 36 pF。用于在 Si/SiO2 衬底上构建印刷 FET。在这里，作者还介绍了滴铸 hBN 墨水的退火温度分析，这为晶体管的印刷介电层制造提供了清晰的前景。为了了解 FET 的漏电流，作者首先用石墨烯和 hBN 墨水喷墨打印了一个简单的电容器装置，其特点是使用小信号阻抗技术、电容频率 (CF) 和电容-电压（CV），其中 C 的变化是从 F ∼ 1 kHz 到 5 MHz 测量的。在低频，约 1 KHz，在 20 V 时发现最大电容约 36 pF。这为晶体管的印刷介电层制造提供了清晰的前景。为了了解 FET 的漏电流，作者首先用石墨烯和 hBN 墨水喷墨打印了一个简单的电容器装置，其特点是使用小信号阻抗技术、电容频率 (CF) 和电容-电压（CV），其中 C 的变化是从 F ∼ 1 kHz 到 5 MHz 测量的。在低频，约 1 KHz，在 20 V 时发现最大电容约 36 pF。这为晶体管的印刷介电层制造提供了清晰的前景。为了了解 FET 的漏电流，作者首先用石墨烯和 hBN 墨水喷墨打印了一个简单的电容器装置，其特点是使用小信号阻抗技术、电容频率 (CF) 和电容-电压（CV），其中 C 的变化是从 F ∼ 1 kHz 到 5 MHz 测量的。在低频，约 1 KHz，在 20 V 时发现最大电容约 36 pF。