中美學(xué)者成功制備出透明可彎曲納米紙有機(jī)晶體管

據(jù)新華社電 同濟(jì)大學(xué)日前透露，該校材料科學(xué)與工程學(xué)院黃佳教授領(lǐng)銜的研究小組與美方研究人員合作，以“ 納米紙”為襯底，成功制備出全透明、可彎曲、可降解的半導(dǎo)體器件，這一成果向“ 紙質(zhì)電子產(chǎn)品”邁出了重要一步。

由國家“ 青年千人計(jì)劃”入選者黃佳教授、美國馬里蘭大學(xué)材料科學(xué)與工程系Hu Liangbing 教授等共同完成的研究論文《全透明可彎曲納米紙晶體管》在線發(fā)表于國際納米科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域權(quán)威期刊《ACS Nano》雜志。“ 透明化、可彎曲，是電子產(chǎn)品未來發(fā)展的兩個(gè)重要方向。我們這一研究成果最大的創(chuàng)新點(diǎn)，是將全透明、可彎曲、可降解這幾大功能和特性同時(shí)整合在一個(gè)器件上。”黃佳教授介紹說，如果將電子產(chǎn)品做在塑料上，雖然可彎曲也透明，但無法降解，最終會(huì)產(chǎn)生出大量的電子垃圾；而要把電子產(chǎn)品做在紙張上，則對(duì)技術(shù)和制備工藝提出了挑戰(zhàn)。

普通紙張纖維粗，透光但不透明；且表面粗糙，凹凸不平，要在它上面制備半導(dǎo)體層，不僅很難形成完整、連續(xù)、均勻的膜，而且還容易導(dǎo)致晶體管漏電。研究團(tuán)隊(duì)將普通造紙所用的木漿纖維，經(jīng)特殊處理使其尺度達(dá)到納米量級(jí)。制作出來的“ 納米紙”可有效減少對(duì)光的吸收和散射，不僅變得透明，而且表面如塑料一般光滑，為接下來在它上面制備性能優(yōu)良的晶體管奠定了基礎(chǔ)。以這一新型“ 納米紙”為襯底材料，研究人員在它上面一層層制備出由碳納米管、絕緣層、有機(jī)半導(dǎo)體組成的透明度高達(dá)84%、可彎曲的晶體管。實(shí)際的性能測(cè)試表明，即便將整個(gè)器件以3.5 毫米的半徑彎曲起來時(shí)，它上面的透明晶體管仍能保持優(yōu)良的工作性能。

“‘可溶性’即可溶于有機(jī)溶劑，是有機(jī)半導(dǎo)體材料的一大優(yōu)點(diǎn)，這也使得通過全打印方式來制備器件成為可能，將大大降低電子產(chǎn)品的成本?！秉S佳教授設(shè)想，在不久的將來，人們能利用可再生資源印刷出透明可彎曲的電子設(shè)備，類似電影《哈利波特》中“ 魔法報(bào)紙”的紙質(zhì)電子產(chǎn)品就會(huì)出現(xiàn)。從理論上說，這將是邁向環(huán)保紙質(zhì)電子產(chǎn)品的第一步。此外，這一成果在柔性電子器件等其他領(lǐng)域也有用武之地。

來源：中國質(zhì)量報(bào)

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