首页 > 生活 > > 正文
2019-11-07 15:43:53

智能印刷电子产品的重大突破

导读 爱尔兰科学基金会资助的材料科学研究中心AMBER的研究人员首次制作了完全由二维纳米材料组成的印刷晶体管。这些2D材料结合了令人兴奋的电子

爱尔兰科学基金会资助的材料科学研究中心AMBER的研究人员首次制作了完全由二维纳米材料组成的印刷晶体管。这些2D材料结合了令人兴奋的电子特性和低成本生产的潜力。这一突破可以释放应用的潜力,例如食品包装,显示数字倒计时以警告您损坏,葡萄酒标签在白葡萄酒处于最佳温度时提醒您,或者甚至是显示当天预测的窗玻璃。AMBER团队的研究结果发表在今天的“ 科学 ”杂志上。

这一发现为信息通信技术和制药等行业开辟了一条道路,可以将从太阳能电池到LED的大量电子设备廉价打印,应用从交互式智能食品和药品标签到下一代钞票安全和电子护照。

AMBER和Trinity物理学院的研究员Jonathan Coleman教授说:“将来,印刷设备将被纳入标签,海报和包装等最普通的物体中。印刷电子电路(由设备构成)我们已创建)将允许消费者产品收集,处理,显示和传输信息:例如,牛奶盒可以向您的手机发送消息,警告牛奶即将过时。

我们相信2D纳米材料可以与目前用于印刷电子产品的材料竞争。与该领域中使用的其他材料相比,我们的2D纳米材料具有生产更具成本效益和更高性能的印刷设备的能力。然而,尽管过去十年已经强调了2D材料在各种电子应用中的潜力,但只有第一步才能证明它们在印刷电子产品中的价值。该出版物很重要,因为它表明导电,半导体和绝缘2D纳米材料可以在复杂器件中组合在一起。我们认为专注于印刷晶体管至关重要,因为它们是现代计算核心的电子开关。

由Coleman教授领导,与Georg Duesberg教授(AMBER)和Laurens Siebbeles教授(荷兰代尔夫特理工大学)合作,该团队使用标准印刷技术将石墨烯纳米片作为电极与其他两种纳米材料 - 二硒化钨和氮化硼作为沟道和隔膜(晶体管的两个重要部分),形成全印刷的全纳米片工作晶体管。

可印刷电子产品在过去三十年中已经发展,主要基于可印刷的碳基分子。虽然这些分子可以很容易地变成可印刷的油墨,但是这种材料有些不稳定并且具有众所周知的性能限制。已经有许多尝试使用替代材料(例如碳纳米管或无机纳米颗粒)超越这些障碍,但是这些材料在性能或可制造性方面也显示出局限性。虽然印刷2D器件的性能还不能与先进的晶体管相比,但该团队认为,除了目前最先进的印刷晶体管之外,还有很大的改进性能。

打印2D纳米材料的能力是基于Coleman教授生产2D纳米材料的可扩展方法,包括液体中的石墨烯,氮化硼和钨二硒纳米片,这是他向三星和Thomas Swan授权的方法。这些纳米片是平坦的纳米颗粒,几纳米厚但数百纳米宽。重要的是,由不同材料制成的纳米片具有可以导电,绝缘或半导电的电子特性,因此包括所有电子构件。液体加工是特别有利的,因为它以易于加工成油墨的形式产生大量高质量的2D材料。科尔曼教授

Coleman教授是Graphene旗舰公司的合作伙伴,这是一项10亿欧元的欧盟倡议,旨在促进未来10年的新技术和创新。