محققان دانشگاه کالیفرنیای جنوبی با استفاده از یک فرایند نسبتاً ارازن دما- پایین بر روی یک دیسک بیش از ۲۰ هزار ترانزیستور نانولوله‌ای با قابلیت الکترونیکی بالا درج کرده‌اند. این دیسک شفاف و بدون رنگ با قطر تقریبی پنج اینچ است که مانند یک کارت بازی قابل خم‌کردن و پیچاندن است.
ترانزیستورهای نانولوله‌ای شفاف و انعطاف‌پذیر
|
محققان دانشگاه کالیفرنیای جنوبی با استفاده از یک فرایند نسبتاً ارازن دما- پایین بر روی یک دیسک بیش از ۲۰ هزار ترانزیستور نانولوله‌ای با قابلیت الکترونیکی بالا درج کرده‌اند. این دیسک شفاف و بدون رنگ با قطر تقریبی پنج اینچ است که مانند یک کارت بازی قابل خم‌کردن و پیچاندن است. |
|
به عقیده این محققان این محصول پیش‌ساخته، راه را به‌سوی کاربردهایی مانند صفحه‌نمایش‌های چسبیده به شیشه جلوی اتومبیل هموار خواهد کرد. از این شبکه‌ها برای ساخت کاغذهای الکترونیکی کم‌مصرف، بسیار نازک و ارزان‌قیمت نیز می توان استفاده کرد. حتی ممکن است بتوان از آنها در داخل پارچه‌ها به منظور ایجاد تغییر رنگ و الگوی مطلوب در لباس‌ها و نیز در کاغذدیواری‌ها، برچسب‌ها، علایم و سایر کاربردهای دیگر استفاده کرد. فومیاکی ایش کاوا، هسیا-کانگ چانگ و چونگ وو ژو، از دانشکده مهندسی دانشگاه کالیفرنیای جنوبی، مشغول یافتن راهی برای چسباندن آرایه‌های چگال نانولوله‌های کربنی به شیشه‌های ضد گرما و نیز به زیرلایههای پلاستیکی شفافی هستند که بسیار انعطاف‌پذیر و در عین حال در برابر گرما آسیب‌پذیرند. این محققان نه‌تنها توانسته‌اند شبکه‌های مداری از ترانزیستورهای نانولوله‌ای را بر روی پلاستیک شفاف درج کنند؛ بلکه توانسته‌اند دیودهای نوری نیترات گالیوم(GaN) تجاری را به‌آنها اضافه کنند و با این کار روشنایی آنها را حدود هزار برابر افزایش دهند. این محققان می‌گویند: “نتایجی که ما به دست آورده ایم این است که نانولوله‌های هم‌جهت به عنوان اجزای سازنده‌ی الکترونیک شفاف قابلیت زیادی خواهند داشت.” این فناوری توسعه‌یافته مربوط به ترانزیستورهای لایه نازک شفاف، از نانولوله‌های کربنی به عنوان کانال‌های فعال در مدارهایی استفاده می‌کند که به‌وسیلهی الکترودهای اکسید قلع- ایریدیومی که کنترل می شوند که مانند چشمه، درگاه و خروجی عمل می‌کنند. در تلاش‌های قبلی برای رسیدن به افزاره‌های شفاف از سایر مواد نیم‌رسانا، نتایج الکترونیکی مأیوس‌کننده‌ای حاصل شده است که برای نوع خاص از ترانزیستور(نوعn) جواب دادهاست و در مورد نوع p، کارآمد نبوده؛ در حالی‌که برای اغلب کاربردها به هردو نوع نیاز است. با توجه به این تحقیق، بهبود حاصل شده در کارایی را می‌توان به تولید شبکه‌های بسیار چگال و بسیار الگودهی‌شده از نانولوله‌ها نسبت داد. آزمایشگاه ژو در طول سه سال گذشته در این روش پیشگام بوده‌است. این نانولوله‌ها ابتدا بر روی زیرلایههای کوارتزی رشد داده می‌شوند و سپس به زیر‌لایه شیشه‌ای یاPET که قبلاً با الکترودهای درگاهی اکسید قلع-ایندیوم الگودهی شده‌است، منتقل می‌شوند. این کار با الگودهی الکترودهای شفاف چشمه و خروجی خاتمه می‌پذیرد. برخلاف شبکه‌های نانولوله‌ای نامنظم، استفاده از نانولوله‌های شدیداً منظم باعث بالا رفتتن عملکرد افزاره‌ها مانند تحریک‌پذیری بالا، شفافیت زیاد و انعطاف‌پذیری مکانیکی می‌گردد، همچنین این ترانزیستورهای نانولوله‌ای هم‌مسیر در مقایسه با افزاره‌های منفرد به سهولت قابل ساخت و مجتمع‌سازی هستند. فرایند چاپ انتقالی اجازه ساخت افزاره‌ها را در دماهای پایین می‌دهد و این به ویژه برای درج الکترونیک شفاف بر روی زیرلایههای انعطاف‌پذیر مهم است. نتایج این تحقیق در مجله‌ی ACS Nano منتشر شده‌است. |
