韩制成可伸缩石墨烯晶体管

2011-11-03 09:33 来源: 中国科学院
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  据美国物理学家组织网报道,韩国科研人员制造出了一种以可伸缩的透明石墨烯作为基底的新型晶体管。由于石墨烯具有出色的光学、机械和电性质,新型晶体管克服了由传统半导体材料制成的晶体管面临的很多问题。相关研究报告发表在最新一期出版的《纳米快报》杂志上。

  首尔崇实大学的曹贞和(音译)研究员和成均馆大学的安钟炫(音译)表示,这种新型石墨烯晶体管具有可被整合至其他材料的优势,只需在室温下通过印刷过程就能实现,无需真空或高温等苛刻的条件,大大简化了制造技术。这些系统的性能已远远超越了以传统材料作为基底的系统。

  为了制造该晶体管,研究人员首先合成了单层石墨烯,并将它们一层一层堆放在铜箔上。再通过光刻和蚀刻技术,在石墨烯上摹制了电极和半导体沟道等晶体管必需的元素。而后将这些部件转移至可伸缩的橡胶基底,并用可伸缩的离子凝胶,将栅绝缘层和栅电极等剩余部件印刷在相关装置上。

  一般来说,基于橡胶板等传统材料制成的普通基座,制造出同时能兼顾机械拉伸性和高光学透明度的晶体管几乎是不可能的。传统无机半导体材料制成的晶体管,由于机械性能很差,限制了自己的可伸缩范围。而此次研究的实验结果显示,新型装置能够延伸5%达1000次,并保有良好的电特性。

  研究人员预测,这种新型石墨烯晶体管能够作为未来透明、可伸缩电子产品的重要组件,拥有传统电子材料很难达到的性能,并可应用于卷轴式显示器和共形生物传感器等。

  安钟炫表示,他们下一步将努力提高现在石墨烯设备的延伸范围。他认为,可伸缩电子产品对于当前和未来的多种应用都十分有用,比如可穿戴式显示器和通讯设备、机器人的感应皮肤、健康监测器以及眼球照相机等;还可将可伸缩传感器嵌入手套和衣物,令外科医生能不间断地检测病患的血液pH值和其他化学物质水平等。