fr.chemi3t
08-05-2012, 12:47 AM
گروهي از محققان در ژاپن يک ترانزيستور تمام نانولوله کربني ساخته است که مانند قطعه کاغذي بدون تنزل خواص الکتريکي مچاله مي‌شود. اين ترانزيستور جديد قابل‌خم‌ترين ترانزيستور تاکنون است که بدون کاهش عملکرد خم مي‌شود.
http://pnu-club.com/imported/2012/08/102.jpg
عکس يک افزاره ترانزيستوري تمام نانولوله‌اي که مچاله شده است.
شيگيو ماروياما از دانشگاه توکيو و يکي از اين محققان، گفت: "از آنجائيکه افزاره ما بسيار انعطاف‌پذير و قابل‌تغييرشکل است، آن را بطور بالقوه مي‌توان به هر جايي چسباند. اين ويژگي مي‌تواند منجر به افزاره‌هاي الکترونيکي فعالي شود که مي‌توان آنها را شبيه يک چسب يا نوار چسبناک بکار برد، يا در الکترونيک پوشيدني استفاده کرد."
اين ترانزيستور اثر ميداني با ديگر ترانزيستورهاي اثر ميداني متفاوت است، و همه کانال‌ها و الکترودها در آن از نانولوله کربني ساخته شده‌اند، در حالي که بستر آن از پلي وينيل الکل (PVA) شفاف و بسيار انعطاف‌پذير ساخته شده است. در اکثر ترانزيستورهاي اثر ميداني شفاف و انعطاف‌پذير قبلي از طلا يا اکسيد قلع اينديوم بعنوان الکترود استفاده مي‌شود. با اين حال، طلا شفافيت اين افزاره‌ها را کاهش مي‌دهد و اکسيد قلع اينديوم انعطاف‌پذيري آنها را محدود مي‌کند.
بعد از الگودهي اجزاء با استفاده از ليتوگرافي نوري استاندارد و چندلايه‌اي کردن اين افزاره با پلي وينيل الکل، ضخامت نهايي اين ترانزيستور تمام نانولوله‌اي جديد تقريبا 15 ميکرومتر بود. اين ضخامت، اين افزاره را بسيار خم‌پذير کرد و آزمايش‌ها نشان دادند که ترانزيستور نهايي مي‌تواند خمشي به شعاع يک ميليمتر را تقريبا بدون هيچ تغييري در خواص الکتريکي تحمل کند. ديگر ترانزيستورهاي قابل‌خم ساخته شده قبلي شعاع خمشي برابر يک دهم ميليمتر داشته‌اند و اين ترانزيستور قابل‌خم‌ترين ترانزيستوري است که در نتيجه خم شدن عملکردش کاهش نمي‌يابد.
با بررسي عملکرد اين ترانزيستور بعد از 100 چرخه مچاله شدن، اين محققان کاهش کوچکي در حداکثر جريان خروجي آن مشاهده کردند که احتمالا بواسطه شکسته شدن بعضي از اتصالات در شبکه نانولوله‌اي است. با اين حال اين کاهش کوچکِ حداکثر جريان خروجي که بعد از حدود 30 چرخه پايدار است، روي رسانايي متقابل کلي هيچ تاثيري ندارد.
اين محققان پيش‌بيني مي‌کنند که بتوانند با بهينه کردن مکان کانال‌ها، انعطاف‌پذيري اين افزاره را افزايش دهند. اين ترانزيستور نانولوله‌اي علاوه بر انعطاف‌پذير، انتقال نوري بيش از 80 درصد نيز دارد، که باعث شفافيت مناسب اين افزاره مي‌شود.
اين محققان جزئيات نتايج کار تحقيقاتي خود را در مجله‌ي Applied Physics Letters منتشر کرده‌اند.
http://pnu-club.com/imported/2012/08/102.jpg
عکس يک افزاره ترانزيستوري تمام نانولوله‌اي که مچاله شده است.
شيگيو ماروياما از دانشگاه توکيو و يکي از اين محققان، گفت: "از آنجائيکه افزاره ما بسيار انعطاف‌پذير و قابل‌تغييرشکل است، آن را بطور بالقوه مي‌توان به هر جايي چسباند. اين ويژگي مي‌تواند منجر به افزاره‌هاي الکترونيکي فعالي شود که مي‌توان آنها را شبيه يک چسب يا نوار چسبناک بکار برد، يا در الکترونيک پوشيدني استفاده کرد."
اين ترانزيستور اثر ميداني با ديگر ترانزيستورهاي اثر ميداني متفاوت است، و همه کانال‌ها و الکترودها در آن از نانولوله کربني ساخته شده‌اند، در حالي که بستر آن از پلي وينيل الکل (PVA) شفاف و بسيار انعطاف‌پذير ساخته شده است. در اکثر ترانزيستورهاي اثر ميداني شفاف و انعطاف‌پذير قبلي از طلا يا اکسيد قلع اينديوم بعنوان الکترود استفاده مي‌شود. با اين حال، طلا شفافيت اين افزاره‌ها را کاهش مي‌دهد و اکسيد قلع اينديوم انعطاف‌پذيري آنها را محدود مي‌کند.
بعد از الگودهي اجزاء با استفاده از ليتوگرافي نوري استاندارد و چندلايه‌اي کردن اين افزاره با پلي وينيل الکل، ضخامت نهايي اين ترانزيستور تمام نانولوله‌اي جديد تقريبا 15 ميکرومتر بود. اين ضخامت، اين افزاره را بسيار خم‌پذير کرد و آزمايش‌ها نشان دادند که ترانزيستور نهايي مي‌تواند خمشي به شعاع يک ميليمتر را تقريبا بدون هيچ تغييري در خواص الکتريکي تحمل کند. ديگر ترانزيستورهاي قابل‌خم ساخته شده قبلي شعاع خمشي برابر يک دهم ميليمتر داشته‌اند و اين ترانزيستور قابل‌خم‌ترين ترانزيستوري است که در نتيجه خم شدن عملکردش کاهش نمي‌يابد.
با بررسي عملکرد اين ترانزيستور بعد از 100 چرخه مچاله شدن، اين محققان کاهش کوچکي در حداکثر جريان خروجي آن مشاهده کردند که احتمالا بواسطه شکسته شدن بعضي از اتصالات در شبکه نانولوله‌اي است. با اين حال اين کاهش کوچکِ حداکثر جريان خروجي که بعد از حدود 30 چرخه پايدار است، روي رسانايي متقابل کلي هيچ تاثيري ندارد.
اين محققان پيش‌بيني مي‌کنند که بتوانند با بهينه کردن مکان کانال‌ها، انعطاف‌پذيري اين افزاره را افزايش دهند. اين ترانزيستور نانولوله‌اي علاوه بر انعطاف‌پذير، انتقال نوري بيش از 80 درصد نيز دارد، که باعث شفافيت مناسب اين افزاره مي‌شود.
اين محققان جزئيات نتايج کار تحقيقاتي خود را در مجله‌ي Applied Physics Letters منتشر کرده‌اند.