全塑晶體管誕生啦

普林斯頓大學(xué)的研究人員表示，通過將有機(jī)導(dǎo)體，半導(dǎo)體和絕緣體噴墨打印到一層昂貴的聚合物基板上可生成全塑晶體管，這種全塑晶體管可以大幅降低有機(jī)太陽(yáng)能電池的價(jià)格。Yueh-Lin (Lynn) Loo教授針對(duì)其全塑晶體管發(fā)明了一種新的塑化工藝，她希望這種全塑晶體能夠取代太陽(yáng)能電池中使用的稀有及昂貴的銦錫氧化物（ITO）。


“將導(dǎo)電聚合物溶解用于噴墨打印會(huì)使得其失去大部分導(dǎo)電性，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這其中的機(jī)理，” Loo教授表示， “通過對(duì)噴墨打印后的電路進(jìn)行后處理，我們現(xiàn)在可以恢復(fù)其失去的導(dǎo)電性——從而使得這些有機(jī)材料成為當(dāng)前太陽(yáng)能電池中所用ITO的極佳替代品。”


人們對(duì)導(dǎo)電聚合物的認(rèn)識(shí)已有十多年，但迄今為止才將它們?nèi)芙庥谝环N溶劑中，這樣它們就能夠進(jìn)行噴墨打印，但這同時(shí)也導(dǎo)致其電導(dǎo)率下降了高達(dá)1000倍。Loo教授的研究小組發(fā)現(xiàn)，通過將噴墨打印塑料電子和特殊酸進(jìn)行后處理，聚合物的內(nèi)部結(jié)合可以松回到他們打印前的狀態(tài)，從而恢復(fù)其導(dǎo)電性能。與將硬塑料變得更加柔軟的塑化過程類似，Loo教授的這項(xiàng)技術(shù)使得因噴墨打印需要而加溶劑溶解從而導(dǎo)致其導(dǎo)電性受損的導(dǎo)電聚合物再次恢復(fù)了導(dǎo)電性能。

普林斯頓大學(xué)研究人員已研發(fā)出一種用于噴墨打印導(dǎo)電聚合物的塑料處理工藝，圖中所示全塑料晶體管有相間交錯(cuò)的源、漏極（橙色）允許電流流經(jīng)有源通道（綠色）。圖片由 Loo教授研組小組提供。

Loo教授表示，這項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)在就可以用于代替太陽(yáng)能電池中所用的 ITO（氧化銦錫）。在經(jīng)過進(jìn)一步研究后，該技術(shù)也可用于其它噴墨打印電子應(yīng)用，例如，全塑料大面積顯示器和醫(yī)療診斷設(shè)備。