ساخت ترانزیستورهای جدید شفاف و انعطاف‌پذیر با نانولوله‌ها

دانشمندان کره‌ای ترانزیستوری با شبکه‌ای از نانولوله‌ها تولید کرده‌اند که ممکن است به‌عنوان یک جزء ضروری در یک افزاره شفاف و انعطاف‌پذیر، به کار گرفته شود.
توانایی ایجاد الکترونیک شفاف و انعطاف‌پذیر، می‌تواند منجر به کاربردهای تازه‌ای از قبیل کاغذ الکترونیکی شود.

دانشمندان کره‌ای ترانزیستوری با شبکه‌ای از نانولوله‌ها تولید کرده‌اند که ممکن
است به‌عنوان یک جزء ضروری در یک افزاره شفاف و انعطاف‌پذیر، به کار گرفته شود.
توانایی ایجاد الکترونیک شفاف و انعطاف‌پذیر، می‌تواند منجر به کاربردهای تازه‌ای
از قبیل کاغذ الکترونیکی شود.
 
چنین افزاره‌هایی به دو جزء اصلی نیاز دارند: نمایشگرهای نور، و ترانزیستورهای
کنترل‌کننده جریان. از هنگامی که دانشمندان پی برده‌اند که OLEDها و LCDها به‌خوبی
به‌عنوان نمایشگرهای نور کار می‌کنند، بیشتر تحقیقات در زمینه مواد ترانزیستوری
واقعاً انعطاف‌پذیر و شفاف انجام می‌شود. این ترانزیستورها معمولاً از نانوسیم‌های
فلزی ساخته می‌شوند.
محققانی از دانشگاه هانیانگِ سئول از نانولوله‌های کربنی تک‌جداره (SWNT) شبکه‌شده
‌روی یک بستر شیشه‌ای، یک ترانزیستور فیلم نازک ساخته‌اند. هر چند این ترانزیستور
اولین ترانزیستور فیلم نازک ساخته‌شده ‌از نانولوله‌های کربنی تک‌جداره نیست، اما
مزیت آن این است که اجازه رشد نانولوله‌های کربنی تک‌جداره ـ به‌صورت خیلی متراکم ـ
تحت دماهای کمتر از حد معمول را می‌دهد.
این روش، به‌طور باورنکردنی نشان می‌دهد که نانولوله‌های کربنی می‌توانند یک انتخاب
عملی و مناسب برای ساخت الکترونیک فیلم نازک شفاف از قبیل نمایشگرهای تخت و افزاره‌های
اُپتوالکترونیک آینده باشند.
وانجون پارک، یکی از این محققان، گفت: «این کار تحقیقاتی نشان می‌دهد که به جای
استفاده از نانولوله‌های کربنی تک‌جداره منفرد، ما می‌توانیم با فیلم نازکی از
نانولوله‌های کربنی تک‌جداره، یک ترانزیستور بسازیم. این بدین معنی است که ما بدون
نیاز به کنترل دقیق هر کدام از نانولوله‌های منفرد، یک روش آسان‌تر برای ساخت
افزاره‌های الکترونیکی نانولوله‌ای داریم».
این محققان توضیح دادند که چگونه این شبکه نانولوله‌های کربنی تک‌جداره می‌تواند با
روش معروف ترسیب بخار شیمیایی (CVD)، مرتب شود. در این روش، برای جلوگیری از نیاز
به حکالی(اِچینگ)، ابتدا بستر با کاتالیست‌ها الگودهی شده، سپس نانولوله‌های کربنی
مستقیماً روی بستر می‌نشینند. این دانشمندان با تقویت این روش با استفاده از یک
پلاسمای آب، توانستند این نانولوله‌ها را در دماهای خیلی پایین‌تر از دماهای
روش‌های قبلی، رشد دهند.
به‌دلیل تراکم بالای این نانولوله‌های کربنی تک‌جداره، آنها با همدیگر تمایل به
تشکیل یک مسیر هادی پیوسته دارند؛ اگرچه، این نانولوله‌های کربنی یک آستانه تراوش
بحرانی(برای متصل‌‌‌شدن به همدیگر) دارند که تا رسیدن به این آستانه، هیچ هدایتی
برای شبکه وجود ندارد. در این روش، نانولوله‌های کربنی تک‌جداره مانند نیمه‌هادی‌ها
عمل می‌کنند و یک پایه برای تغییر وضعیت به روشن و خاموش در این ترانزیستور، فراهم
می‌کنند.
این دانشمندان، در آینده طرحی برای بهبود عملکرد این ترانزیستورهای نانولوله‌ای با
افزایش تحرکشان و درک بهتر پیکربندی پیچیده شبکه‌های نانولوله‌ای، دارند.
پارک گفت: «این نتایج فقط شروع‌کار است؛ این فناوری به دماهای پایین‌تری برای رشد
نانولوله‌های کربنی تک‌جداره نیاز دارد و برای کاربردهای واقعی به ترانزیستورهایی
با کارایی بالاتر نیاز دارد؛ اما نانولوله‌های کربنی تک‌جداره مواد خیلی مستحکم با
خواص الکتریکی ویژه‌ای هستند و یکی از کاندیداهای مهم برای مواد الکترونیکی آینده
به شمار می‌روند».
نتایج این تحقیق در مجله Nanotechnology منتشر شده‌است.