En sej tilgang til fleksibel elektronik

En nanopartikelblæk, der kan bruges til udskrivning af elektronik uden glødning ved høj temperatur, præsenterer en mulig rentabel tilgang til fremstilling af fleksibel elektronik.

Udskrivning af halvlederudstyr anses for at levere fleksibel elektronik til lav pris med høj ydeevne, der overgår de amorfe silicium-tyndfilmstransistorer, der i øjeblikket begrænser udviklingen inden for displayteknologi. Imidlertid har nanopartikelblæk udviklet hidtil krævet glødning, som begrænser dem til underlag, der kan modstå høje temperaturer, udelukker meget af den fleksible plast, der ellers kunne bruges. Forskere ved National Institute for Materials Science og Okayama University i Japan har nu udviklet et nanopartikelblæk, der kan bruges sammen med udskrivningsprocedurer ved stuetemperatur.

Udviklingen i tyndfilmstransistorer fremstillet af amorft silicium har givet bredere, tyndere skærme med højere opløsning og lavere energiforbrug. Imidlertid er yderligere fremskridt på dette område nu begrænset af den lave reaktion på anvendte elektriske felter, det er, lav mobilitetseffekt. Oxidhalvledere såsom InGaZnO (IGZO) tilbyder bedre ydeevneegenskaber, men kræver komplicerede fremstillingsprocedurer.

Nanopartikelblæk bør muliggøre enkel billig fremstilling, men de nanopartikler, der normalt bruges, er omgivet af ikke-ledende ligander-molekyler, der introduceres under syntese til stabilisering af partiklerne. Disse ligander skal fjernes ved glødning for at få blækket til at lede. Takeo Minari, Masayuki Kanehara og kolleger fandt en vej udenom denne vanskelighed ved at udvikle nanopartikler omgivet af plane aromatiske molekyler, der tillader ladningsoverførsel.

Guldnanopartiklerne havde en resistivitet på omkring 9 x 10 ^-6 Ω cm - ligner rent guld. Forskerne brugte nanopartikelblækket til at udskrive organiske tyndfilmstransistorer på en fleksibel polymer og et papirsubstrat ved stuetemperatur, producerer enheder med mobiler på 7,9 og 2,5 cm2 V ^-1 s ^-1 for henholdsvis polymer og papir - tal, der kan sammenlignes med IGZO -enheder.

Som forskerne konkluderer i deres rapport om arbejdet, "Denne udskrivningsproces ved stuetemperatur er en lovende metode som en kerneteknologi til fremtidige halvlederenheder."