Эластичный графеновый транзистор для гибкой электроники

Когда дело доходит до изготовления эластичной, прозрачной электроники, найти материал для изготовления транзисторов становится серьезной проблемой для исследователей. Они изучили множество обычных полупроводниковых материалов, в том числе полимеры и металлы, но эти материалы, как правило, внутренне бедны на оптические и механические свойства. Эти недостатки делают транзистор, который может сохранять свои оптические и электрические характеристики при высоком напряжении, труднореализуемым. 

В новом исследовании ученые изготовили растягивающийся, прозрачный, на основе графена транзистор и обнаружили, что графен дает  отличные оптические, механические и электрические свойства, транзистор преодолевает некоторые из проблем, с которыми сталкиваются транзисторы, изготовленные из обычных полупроводниковых материалов.

Исследователи из Университета Soongsil в Сеуле, Южная Корея и Университета Sungkyunkwan в Сувон, Южная Корея, опубликовали свои исследования в последнем номере Nano Letters.

Для изготовления транзистора, исследователи синтезировали отдельные слои графена, а затем уложили их слой за слоем на медную фольгу. Используя фотолитографию и травление, исследователи нанесли некоторые из основных элементов транзистора, в том числе электроды и полупроводниковые каналы на поверхность графена. После передачи этих компонентов на подложке из растягивающейся резины, исследователи напечатали  остальные компоненты.
Исследователи обнаружили, что транзисторы на резиновой подложке на основе графена имеют несколько примечательных черт. Например, низкотемпературные процессы печати сделали изготовление техники гораздо проще, чем методы, которые требуют высокотемпературных процессов. Кроме того, транзисторы изготовленные из обычных неорганических полупроводниковых материалов, которые не могут быть изготовлены на резиновой подложке имеют ограниченные механические свойства.

Исследователи подтвердили “хорошую производительность” экспериментальными результатами графеновых транзисторов. Они показали, что устройства могут быть растянуты до 5% от своей длины и при этом, сохранить свои электрические свойства. В одном из экспериментов, исследователи сделали из графеновых транзисторов резиновый шарик и измерили его электрические свойства. Растянув его более чем на 5%, электрические свойства начали деградировать, что частично обусловлено микротрещинами и другими дефектами в графене.
Исследователи прогнозируют, что графеновые транзисторы могут служить ценным компонентом в будущей прозрачной и растягивающейся электронике.

“Эластичная электроника может быть полезна для различных текущих и будущих применений, таких как переносные дисплеи и устройства связи, растягивающиеся  биосенсоры (био датчики, баллонные катетеры и т.д.), сенсорная кожа для роботов, а также мониторы здоровья и глазные камеры”,- сказал один из исследователей.  Эластичные датчики могут быть встроены в перчатки и одежду.

По данным Nano Letters

© 2011 Мир Инноваций

 

Похожие новости

Ответить

Фотогалерея

Войти