德克萨斯大学奥斯汀分校的两位研究人员Saungeun Park和Deji Akinwande最近在今年的国际电子器件会议上演示了在纸衬底上的高性能二维单分子层晶体管。在他们的报告中,他们报告了在普通纸张衬底上制作石墨烯和二硫化钼晶体管的情况,以及它们的工作效果——几乎和基于塑料的晶体管一样好。
电子技术纸仍然非常罕见。它们通常被归入印刷有机电子设备,如玩具和包装标签。但这种情况可能很快就会改变,因为Park和Akinwande表示,他们的技术可能被用于制造功能更强大的设备。
晶体管通常是用塑料或半导体底座制造的。选择这种材料是因为它们能承受生产过程并且一旦交付,工作效果最佳。但这两种材料的成本都比纸张高得多,这就是为什么研究人员一直渴望找到一种方法,将这种天然生长的材料作为基础,特别是用于快速成为物联网(IoT)一部分的新颖新产品。
有几个障碍阻止使用纸张作为基础晶体管:其表面不平整,不利于携流,吸水,在正常制造工艺温度下燃烧。为了解决这些问题,研究人员寻找了一种涂层,这种涂层能够在不引入诸如降低灵活性等问题的情况下证明自己的能力。经过大量的搜索和测试,研究人员选定了聚酰亚胺,这是一种塑料,已经被用作一些印刷电子设备的基底。
他们发现,当它被用作纸张涂层时,它能提供必要的光滑表面,同时还能防水。要证明它能承受典型制造过程中引入的热量,需要做更多的工作。经过反复试验,他们找到了一种前驱体,这种前驱体一旦应用到纸张上,就可以防止纸张在230°c的合理温度下被点燃,这个温度也足够低,不会导致纸张变形。最终的结果也足够薄,它仍然像原始纸张一样灵活——研究小组通过用它做折纸图形来证明这一点。
了下:M2M(机对机)
