Ağır: Bilim adamları mürekkep püskürtmeli baskı transistörleri için iki boyutlu nanomalzemeler kullanıyor!
Kılavuz
İrlandalı araştırmacılar son zamanlarda ilk kez "baskılı transistörler" oluşturmak için iki boyutlu nanomalzemeler kullandılar. Bu düşük maliyetli, toplu üretilen teknoloji, akıllı gıda ve tıpta kullanılmak üzere güneş pilleri ve LED'ler gibi elektronik cihazları basabilir. Etiketler, yeni nesil banknotlar, elektronik pasaportlar ve diğer ürünler.
arkaplan bilgisi
Öncelikle, dikkatimizi iki önemli teknolojik yenilik alanına odaklayalım: "iki boyutlu malzemeler ve basılı elektronik".
Bu iki alan şu anda uluslararası arenada çok popüler ve bugün tanıtmak istediğim yenilikçi sonuçlarla çok ilgisi var.Ayrıca daha önce odaklandığım alanlar da bu alanla ilgili birçok makale var.
Bugün bu iki alanın derinlemesine bir girişini ve kazısını şimdilik vermeyeceğim, bu iki teknoloji alanının temel kavramlarına kısaca bakayım.
-
İki boyutlu malzemeler
"İki boyutlu malzemeler", elektronların grafen, bor nitrür, geçiş metali bileşikleri (molibden disülfür, Tungsten disülfür, tungsten diselenit), siyah fosfor vb.
Grafen gibi iki boyutlu malzemeler mükemmel elektriksel, optik ve termal özelliklere sahiptir ve elektronik dahil çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.Grafen ile ilgili çeşitli uygulamaları daha önce defalarca tanıtmıştım.
-
Baskılı elektronik
Basılı elektronikler, elektronik bileşenler, devreler ve hatta transistörler üretmek için genellikle iletken, dielektrik veya yarı iletken özelliklere sahip malzemelerden ve mürekkep püskürtmeli baskı yöntemlerinden oluşan özel malzemelerden yapılmış "mürekkeplerin" kullanılmasıdır.
Bu bağlamda, daha önce hastalıkları tespit edebilen bir çip üzerinde laboratuvar, yeni bir esnek memristor ve inkjet baskı ile ultra düşük maliyetle üretilen esnek devre gibi birçok ilgili ürünü daha önce tanıtmıştım.
Yeniliğe Giriş
Bugün tanıtılacak yenilikçi araştırma sonuçları, İrlanda Bilim Vakfı tarafından desteklenen ve Dublin Üniversitesi Trinity College'da bulunan bir malzeme bilimi araştırma merkezi olan AMBER'den geliyor.
İlk defa, AMBER araştırmacıları, tamamen iki boyutlu nanomalzemelerden oluşan bir "basılı transistör" ürettiler. Bu iki boyutlu malzemeler yalnızca mükemmel elektronik özelliklere sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda düşük maliyetle toplu olarak üretilebilir.
Araştırma takımı
AMBER ekibinin araştırması bugün en iyi "Science" dergisinde yayınlandı. AMBER'de bir araştırmacı ve Trinity College Fizik Bölümü'nde profesör olan Jonathan Coleman, bu araştırmanın ana lideridir. Ek olarak, araştırma ekibi ayrıca Profesör Georg Duesberg (AMBER) ve Profesör Laurens Siebbeles (Delft Teknoloji Üniversitesi, Hollanda) içermektedir.
Profesör Coleman aynı zamanda grafen amiral gemisi projesinin ortaklarından biridir. Grafen Amiral Gemisi Projesi, Avrupa Birliği tarafından önümüzdeki 10 yıl içinde yeni teknolojileri ve yenilikleri teşvik etmek için bir milyar avroluk fonla başlatıldı.
Anahtar teknoloji
(Resim kaynağı: Trinity College, Dublin Üniversitesi)
Profesör Coleman, iki boyutlu nanomalzemelerin şu anda basılı elektronik cihazlarda kullanılan malzemelerle rekabet edebileceğini söyledi. Bu alanda kullanılan diğer malzemelerle karşılaştırıldığında, iki boyutlu nanomalzemeler daha uygun maliyetli, daha yüksek performanslı basılı elektronik cihazlar üretebilir. Bununla birlikte, geçtiğimiz on yılda, iki boyutlu malzemeler bir dizi elektronik cihazda yaygın olarak kullanıldı, ancak bu, basılı elektronik alanında ilk kez değer kazandı.
Bu araştırmanın yayınlanması çok önemlidir çünkü iletken, yarı iletken ve yalıtkan olarak kullanılabilen iki boyutlu malzemelerin karmaşık cihazlarda birleştirilebileceğini göstermektedir. Elektronik bir anahtar olarak, transistörler modern bilgisayarların kalbidir, bu nedenle transistörler üzerindeki araştırmalar çok önemlidir.
Ekip, grafen nano yapraklarını elektrot olarak kullanmak için standart baskı teknolojisini kullanırken, diğer iki nanomalzeme: tungsten diselenid ve bor nitrür, transistörün iki önemli bileşeni olarak kullanılıyor: kanal (Kanal) ve yalıtım katmanı (ayırıcı) tamamen basılı, tam bir nano yaprak transistör oluşturur. Bu nanopartiküller, yalnızca birkaç nanometre kalınlığında, ancak birkaç yüz nanometre genişliğinde düz nanopartiküllerdir.
Yenilik değeri
(Resim kaynağı: Trinity College, Dublin Üniversitesi)
Son 30 yılda, yazdırılabilir elektronik cihazların gelişimi esas olarak yazdırılabilir karbon bazlı moleküllere dayanıyor. Bu moleküller kolaylıkla baskı mürekkeplerine dönüştürülebilir, ancak bu malzemeler bir şekilde kararsızdır ve iyi bilinen performans sınırlamalarına sahiptir.
Bu nedenle endüstri, karbon nanotüplerin veya inorganik nanopartiküllerin kullanımı gibi bu engellerin üstesinden gelmek için çok çaba sarf etti, ancak bu malzemeler hala performans veya üretilebilirlik açısından bazı sınırlamalara tabidir.
Mevcut yazdırılabilir iki boyutlu elektronik cihazların performansı, gelişmiş transistörlerle karşılaştırılamasa da, ekip, yazdırılabilir transistörlerin performansını daha da iyileştirmenin birkaç yolu olduğuna inanıyor.
Daha da önemlisi, farklı malzemelerden yapılan nano tabakalar, elektronik cihazların tüm bileşenlerinde bulunan iletkenler, yalıtım ve yarı iletkenler gibi bir dizi elektriksel özelliğe sahiptir. Sıvı arıtma işleminin özel bir avantajı vardır, çok sayıda yüksek kaliteli iki boyutlu malzeme üretebilir ve mürekkebe dönüştürülmesi kolaydır.
Profesör Coleman, son derece düşük maliyetli baskı devreleri için animasyonlu posterlerden akıllı etiketlere kadar bir dizi uygulama getiren bir çözüm sunar.
Teknoloji yetkisi
Profesör Coleman'ın ölçeklenebilir çözümü, iki boyutlu malzemeleri sıvı formda basabilir. Bu malzemeler grafen, bor nitrür ve tungsten diselenid nano yapraklarını içerir. Bu teknolojiyi "Samsung ve Thomas Wen" lisansına almıştır. .
Başvuru olasılığı
(Resim kaynağı: Trinity College, Dublin Üniversitesi)
Bu araştırma, gıda ambalajı için, gıda bozulduğunda sizi uyarmak için dijital bir geri sayım görüntüleme gibi bir dizi potansiyel uygulamayı açacaktır; veya likörün en uygun sıcaklıkta olup olmadığını size hatırlatmak için alkol etiketleri; veya hatta Bölme camı günün hava tahminini görüntüler.
Gelecekte bilgi ve iletişim teknolojisi, ilaç gibi endüstriyel alanlarda büyük rol oynayacak, güneş pilleri ve LED gibi çok sayıda elektronik cihazı düşük maliyetle basabilecek, akıllı gıda ve ilaç etiketleri, yeni nesil kağıt para, elektronik pasaportlar ve diğer ürünlerde kullanılabilecek.
Profesör Coleman inanıyor:
"Gelecekte, basılı elektronik ekipman, etiketler, posterler ve ambalajlar gibi en yaygın nesnelere bile uygulanacak. Baskılı elektronik devreler (tasarladığımız ekipman temelinde oluşturulmuş) tüketici ürünlerinin toplanmasına, işlenmesine, sergilenmesine ve Bilgi aktarımı: Örneğin, bir süt kutusu, sütün kullanım süresinin dolmak üzere olup olmadığını belirtmek için cep telefonunuza bilgi gönderebilir. "
Referans
[1]
[2]
Danışma değişimi
Değişimi daha fazla tartışması gereken arkadaşlar, lütfen benimle doğrudan WeChat: JohnZh1984 üzerinden iletişime geçin veya WeChat herkese açık hesabı: IntelligentThings'i izleyin.
