Создан полимерный транзистор — «тянучка»

13.01.2017

Физики из США, Китая и Южной Кореи создали гибкие полимерные транзисторы, почти не теряющие электронных свойств при растяжении. Удлинение транзистора в два раза уменьшало подвижность носителей заряда менее чем на 10 процентов. Ученые продемонстрировали прототип устройства, крепящегося непосредственно на кожу и сжимающегося и растягивающегося вместе с ней. В будущем материал может найти применение в медицине, биосовместимых интерфейсах человек-компьютер и создании «электронной кожи».

Материалы для носимой гибкой электроники должны удовлетворять массе требований. С одной стороны, они должны быть гибкими и эластичными — как человеческая кожа. С другой стороны, они должны обладать высокой подвижностью зарядов в них — от этого зависит скорость работы микроэлектронной системы. Большинство известных подходов удовлетворяют одному из требований в ущерб другому. Добиться гибкости удается, используя специальные токопроводящие полимеры, однако их электронные свойства — подвижность носителей заряда — на порядки хуже, чем у кремния. Кроме того, в толстой пленке такого полимера при растяжении возникают трещины и разрывы, что также плохо сказывается на электронных свойствах.

Авторы предложили модифицировать структуру материала, заменив чистый полимер на нанокомпозит. В нем тонкие жгуты из полупроводящего полимера помещены в матрицу из эластичного непроводящего полимера. Это позволяет избежать разрывов при натяжении и сохранить подвижность носителей заряда. Для синтеза материала использовали разделение фаз — к этому явлению относится превращение однородной жидкости в пару несмешивающихся компонентов. По словам материаловедов, это дешевая и масштабируемая методика.

Пластинка полимерного композита была устроена таким образом, что с одной ее стороны проводящий полимер выходил непосредственно на поверхность. Это позволяло создать электрический контакт между полимерными волокнами и электродами. С помощью полимеров, наполненных углеродными нанотрубками, ученым удалось собрать на основе материала тонкопленочный транзистор (TFT) и испытать его свойства к механическим нагрузкам.

По словам представителя исследовательского института Samsung (SAIT), участвовавшего в разработке, компания заинтересована в подобных устройствах. На их основе могут быть разработаны новые виды носимой электроники. По мнению авторов, главный результат работы — новый тип полимерных полупроводниковых материалов и новый способ их синтеза.

Подвижность носителей заряда в разработанных материалах составляет около одного квадратного сантиметра на вольт в секунду. Эта величина примерно на порядок меньше, чем в полимерах-рекордсменах. Гораздо выше подвижность зарядов в углеродных нанотрубках — около 200 000 квадратных сантиметров на вольт в секунду. Кстати, недавно транзисторы на углеродных нанотрубках впервые превзошли обычные кремниевые транзисторы.

Источник

Вся продукция у нас заключена долгосрочным прямым контрактом на поставку поливинилхлорида, полиэтилена и полипропилена. Поэтому гарантией качества является сотрудничество с производителями и потребителями. ООО «ХИМТРЕЙДРЕСУРС» поставляет полимеры известных заводов-производителей сырья Украины, России и Европы.
X