Революционные нитевые транзисторы прокладывают путь к гибкой электронике

Тافتсский университет, Медфорд, Массачусетс

Транзистор был сделан из льняной нити, позволяя создавать электронные устройства, сделанные полностью из тонких нитей, которые могли бы быть вплетены в ткань, носимы на коже или хирургически имплантированы для диагностического мониторинга. Гибкие электронные устройства могли бы обеспечить диапазон применений, которые соответствуют разным формам и позволяют свободное движение без компрометации функции.

В нитевых транзисторах, нити, покрытые углеродными нанотрубками, несут электрический ток между проводом источника (S) и проводом стока (D) в ответ на напряжение, чувствуемое на проводке затвора (G). (Тauftsский университет)

Принцип работы нитевых транзисторов

Нитевые транзисторы (TBTs) могут быть сделаны в полностью нитевые логические цепи и интегральные схемы. Цепи заменяют последний оставшийся жесткий компонент многих текущих гибких устройств и когда комбинированы с нитевыми сенсорами, позволяют создание полностью гибких, мультиплексированных устройств.

Большинство гибкой электроники вырезают металлы и полупроводники в гнутые структуры или используют интринсически гибкие материалы вроде проводящих полимеров. По сравнению с электроникой, основанной на полимерах и других гибких материалах, нитевая электроника имеет большую гибкость, материальное разнообразие и способность производиться без необходимости чистых комнат. Нитевая электроника может включать диагностические устройства, которые экстремально тонкие, мягкие и гибкие достаточно для бесшовной интеграции с биологическими тканями, которые они измеряют.

Процесс изготовления

Изготовление TBT включает покрытие льняной нити углеродными нанотрубками, создавая полупроводниковую поверхность, через которую могут путешествовать электроны. К нити прикреплены две тонкие золотые провода — «источник» электронов и «сток», где электроны вытекают (в некоторых конфигурациях электроны могут течь в другом направлении). Третий провод, называемый затвор, прикреплен к материалу, окружающему нить, так что малые изменения напряжения через провод затвора позволяют большому току течь через нить между источником и стоком — базовый принцип транзистора.

Электролит-инфузированный гель используется как материал, окружающий нить и подключенный к проводу затвора. Гель состоит из нанопартикул силика, которые само-собираются в сетевую структуру. Электролитный гель (или ионогель) может быть нанесен на нить дип-коутингом или быстрым протиранием. В контрасте с твердотельными оксидами или полимерами, используемыми как затворный материал в классических транзисторах, ионогель устойчив под растяжением или гнутой.

Для получения дополнительной информации свяжитесь с Майком Сильвером по адресу: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.; 617-627-0545.