Революционные транзисторы на основе резьбы открывают путь для гибкой электроники

Университет Тафтса, Медфорд, Массачусетс

Транзистор был изготовлен из льняной нити, что позволило создать электронные устройства, полностью состоящие из тонких нитей, которые можно было бы вплетать в ткань, носить на коже или имплантировать хирургическим путем для диагностического мониторинга. Гибкие электронные устройства могут использоваться в различных приложениях, имеющих различные формы и обеспечивающих свободное перемещение без ущерба для функциональности.

В нитевых транзисторах нити, покрытые углеродными нанотрубками, передают электрический ток между проводами истока (S) и стока (D) в ответ на напряжение, измеренное на проводе затвора (G). (Университет Тафтса)

Транзисторы на основе потоков (TBT) можно превратить в полнопоточные логические схемы и интегральные схемы. Схемы заменяют последний оставшийся жесткий компонент многих современных гибких устройств, а в сочетании с резьбовыми датчиками позволяют создавать полностью гибкие мультиплексированные устройства.

В большинстве гибких электронных устройств металлы и полупроводники формируются в гибкие структуры или используются гибкие материалы, такие как проводящие полимеры. По сравнению с электроникой на основе полимеров и других гибких материалов, электроника на основе резьбы обладает большей гибкостью, разнообразием материалов и возможностью производства без необходимости использования чистых помещений. Нитевая электроника может включать в себя диагностические устройства, которые чрезвычайно тонкие, мягкие и достаточно гибкие, чтобы легко интегрироваться с измеряемыми биологическими тканями.

Создание ТБТ предполагает покрытие льняной нити углеродными нанотрубками, создавая полупроводниковую поверхность, через которую могут путешествовать электроны. К нити прикреплены две тонкие золотые проволоки — «источник» электронов и «сток», откуда электроны утекают (в некоторых конфигурациях электроны могут течь в другом направлении). Третий провод, называемый затвором, прикреплен к материалу, окружающему нить, так что небольшие изменения напряжения через провод затвора позволяют большому току течь через нить между истоком и стоком — основной принцип транзистора.

В качестве материала, окружающего нить и соединенного с затвором, используется гель, пропитанный электролитом. Гель состоит из наночастиц кремнезема, которые самоорганизуются в сетчатую структуру. Электролитный гель (или ионогель) можно нанести на резьбу путем погружения или быстрого протирания тампоном. В отличие от твердотельных оксидов или полимеров, используемых в качестве материала затвора в классических транзисторах, ионогель эластичен при растяжении или изгибе.

Для получения дополнительной информации свяжитесь с Майком Сильвером по адресу:Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра у вас должен быть включен JavaScript.; 617-627-0545.