韓制成可伸縮石墨烯晶體管

【資料簡介】

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韓國科研人員制造出了一種以可伸縮的透明石墨烯作為基底的新型晶體管。由于石墨烯具有出色的光學(xué)、機(jī)械和電性質(zhì)，新型晶體管克服了由傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料制成的晶體管面臨的很多問題。相關(guān)研究報(bào)告發(fā)表在一期出版的《納米快報(bào)》雜志上。

首爾崇實(shí)大學(xué)的曹貞和（音譯）研究員和成均館大學(xué)的安鐘炫（音譯）表示，這種新型石墨烯晶體管具有可被整合至其他材料的優(yōu)勢，只需在室溫下通過印刷過程就能實(shí)現(xiàn)，無需真空或高溫等苛刻的條件，大大簡化了制造技術(shù)。這些系統(tǒng)的性能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了以傳統(tǒng)材料作為基底的系統(tǒng)。

為了制造該晶體管，研究人員首先合成了單層石墨烯，并將它們一層一層堆放在銅箔上。再通過光刻和蝕刻技術(shù)，在石墨烯上摹制了電極和半導(dǎo)體溝道等晶體管必需的元素。而后將這些部件轉(zhuǎn)移至可伸縮的橡膠基底，并用可伸縮的離子凝膠，將柵絕緣層和柵電極等剩余部件印刷在相關(guān)裝置上。

一般來說，基于橡膠板等傳統(tǒng)材料制成的普通基座，制造出同時(shí)能兼顧機(jī)械拉伸性和高光學(xué)透明度的晶體管幾乎是不可能的。傳統(tǒng)無機(jī)半導(dǎo)體材料制成的晶體管，由于機(jī)械性能很差，限制了自己的可伸縮范圍。而此次研究的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，新型裝置能夠延伸5%達(dá)1000次，并保有良好的電特性。

研究人員預(yù)測，這種新型石墨烯晶體管能夠作為未來透明、可伸縮電子產(chǎn)品的重要組件，擁有傳統(tǒng)電子材料很難達(dá)到的性能，并可應(yīng)用于卷軸式顯示器和共形生物傳感器等。

安鐘炫表示，他們下一步將努力提高現(xiàn)在石墨烯設(shè)備的延伸范圍。他認(rèn)為，可伸縮電子產(chǎn)品對(duì)于當(dāng)前和未來的多種應(yīng)用都十分有用，比如可穿戴式顯示器和通訊設(shè)備、機(jī)器人的感應(yīng)皮膚、健康監(jiān)測器以及眼球照相機(jī)等；還可將可伸縮傳感器嵌入手套和衣物，令外科醫(yī)生能不間斷地檢測病患的血液pH值和其他化學(xué)物質(zhì)水平等。