休斯顿大学研究人员最新报告了可伸缩电子技术的重大进展，使该领域更接近商业化。在2月1日(周五)发表于《科学进展》(Science Advances)上的一篇论文中，他们概述了制造可拉伸橡胶半导体的进展，包括橡胶集成电子、逻辑电路和完全基于橡胶材料的排列感觉皮肤。这篇论文的通讯作者、休斯顿大学机械工程助理教授余存江(音译)说：这项工作可能会在智能设备方面带来重大进展，比如机器人皮肤、可植入生物电子学和人机界面。在2017年，注入机械拉伸性的半导体实现了突破，就像橡皮筋一样。这项研究工作进一步改进了载流子的移动性和集成电子技术。研究报告了一种具有高效流动性的橡胶半导体的完全橡胶集成电子…
博科园-科学科普：通过将金属碳纳米管引入含有有机半导体纳米纤维的橡胶半导体中获得。通过提供快速路径和缩短载波传输距离，可以增强载波的移动能力。载流子迁移率，即电子在材料中移动的速度，对电子设备的成功工作至关重要，因为它决定着半导体晶体管放大电流的能力。以往的可拉伸半导体一直受到载流子迁移率低和复杂制造要求的阻碍。在这项研究工作中，研究人员发现，在p3ht -聚二甲基硅氧烷复合材料的橡胶半导体中加入微量的金属碳纳米管，可以通过提供Yu所描述的“高速公路”来加速载流子在半导体中的运输，从而改善载流子的流动性。
休斯顿大学研究人员报告了弹性橡胶电子领域的重大进展。图片：University of Houston
本质上可伸缩的高机动性橡胶半导体对于实现高性能可伸缩电子器件和集成器件具有重要的意义。完全橡胶集成电子从橡胶半导体具有高效率的流动性，通过引入金属碳纳米管到橡胶半导体复合材料。这种有效载流子移动的增强是通过提供快速路径和缩短载流子传输距离来实现。开发了完全基于本质可拉伸电子材料的晶体管及其阵列，并在拉伸50%的情况下保持了良好的电气性能。研制了全橡胶集成电子逻辑门，在机械拉伸下工作可靠，提出了一种基于弹性触觉传感皮肤的弹性主动基质贴图方法。
图1 m- cnt掺杂P3HT-NFs/ pdms基橡胶晶体管的高效迁移率本质可拉伸半导体。(A)橡胶晶体管的光学显微镜图像。(B)橡胶晶体管结构爆炸示意图和载流子运输路线示意图。(C)通过干转移掺杂m-CNT和构建橡胶晶体管的原理图制作工艺。(D)掺m- cnt的P3HTs-NFs/PDMS半导体层SEM图像。(E)不同浓度转移的m-CNT器件的转移特性。(F)μFE和离子/ IOFF m-CNT与不同浓度的有机晶体管。
博科园-科学科普｜研究/来自: 休斯顿大学
参考期刊文献:《Science Advances》
DOI: 10.1126/sciadv.aav5749
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