ترانزیستور تمام نانولوله‌ای مانند کاغذ مچاله می‌شود

گروهی از محققان در ژاپن یک ترانزیستور تمام نانولوله کربنی ساخته است که مانند قطعه کاغذی بدون تنزل خواص الکتریکی مچاله می‌شود. این ترانزیستور جدید قابل‌خم‌ترین ترانزیستور تاکنون است که بدون کاهش عملکرد خم می‌شود.

گروهی از محققان در ژاپن یک ترانزیستور
تمام نانولوله کربنی ساخته است که مانند قطعه کاغذی بدون تنزل خواص
الکتریکی مچاله می‌شود. این ترانزیستور جدید قابل‌خم‌ترین ترانزیستور
تاکنون است که بدون کاهش عملکرد خم می‌شود.

 

 
عکس یک افزاره ترانزیستوری تمام نانولوله‌ای که مچاله شده است.
 
شیگیو مارویاما از دانشگاه توکیو و یکی از
این محققان، گفت: “از آنجائیکه افزاره ما بسیار انعطاف‌پذیر و
قابل‌تغییرشکل است، آن را بطور بالقوه می‌توان به هر جایی چسباند. این
ویژگی می‌تواند منجر به افزاره‌های الکترونیکی فعالی شود که می‌توان آنها
را شبیه یک چسب یا نوار چسبناک بکار برد، یا در الکترونیک پوشیدنی استفاده
کرد.”

این ترانزیستور اثر میدانی با دیگر ترانزیستورهای اثر میدانی متفاوت است، و
همه کانال‌ها و الکترودها در آن از نانولوله کربنی ساخته شده‌اند، در حالی
که بستر آن از پلی وینیل الکل (PVA) شفاف و بسیار انعطاف‌پذیر ساخته شده
است. در اکثر ترانزیستورهای اثر میدانی شفاف و انعطاف‌پذیر قبلی از طلا یا
اکسید قلع ایندیوم بعنوان الکترود استفاده می‌شود. با این حال، طلا شفافیت
این افزاره‌ها را کاهش می‌دهد و اکسید قلع ایندیوم انعطاف‌پذیری آنها را
محدود می‌کند.

بعد از الگودهی اجزاء با استفاده از لیتوگرافی نوری استاندارد و چندلایه‌ای
کردن این افزاره با پلی وینیل الکل، ضخامت نهایی این ترانزیستور تمام
نانولوله‌ای جدید تقریبا ۱۵ میکرومتر بود. این ضخامت، این افزاره را بسیار
خم‌پذیر کرد و آزمایش‌ها نشان دادند که ترانزیستور نهایی می‌تواند خمشی به
شعاع یک میلیمتر را تقریبا بدون هیچ تغییری در خواص الکتریکی تحمل کند.
دیگر ترانزیستورهای قابل‌خم ساخته شده قبلی شعاع خمشی برابر یک دهم میلیمتر
داشته‌اند و این ترانزیستور قابل‌خم‌ترین ترانزیستوری است که در نتیجه خم
شدن عملکردش کاهش نمی‌یابد.

با بررسی عملکرد این ترانزیستور بعد از ۱۰۰ چرخه مچاله شدن، این محققان
کاهش کوچکی در حداکثر جریان خروجی آن مشاهده کردند که احتمالا بواسطه شکسته
شدن بعضی از اتصالات در شبکه نانولوله‌ای است. با این حال این کاهش کوچکِ
حداکثر جریان خروجی که بعد از حدود ۳۰ چرخه پایدار است، روی رسانایی متقابل
کلی هیچ تاثیری ندارد.

این محققان پیش‌بینی می‌کنند که بتوانند با بهینه کردن مکان کانال‌ها،
انعطاف‌پذیری این افزاره را افزایش دهند. این ترانزیستور نانولوله‌ای علاوه
بر انعطاف‌پذیر، انتقال نوری بیش از ۸۰ درصد نیز دارد، که باعث شفافیت
مناسب این افزاره می‌شود.

این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Applied Physics
Letters منتشر کرده‌اند.