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科学家研发新型薄膜晶体管,个人可穿戴设备能否诞生?

时间:2024-05-22 13:58:05 科技赋能

由多国研究人员组成的研究团队开发出一种新型薄膜晶体管(TFT),可以拉伸至其长度的2倍,同时仍保持其大部分导电性。

这种新颖的薄膜晶体管不仅非常柔软且可拉伸,还将有助于可穿戴设备的设计,特别是那些直接附着在皮肤上的设备。

这项研究发表在《科学》(科学)杂志上,研究人员在这项题为“通过纳米限制效应实现高度可拉伸聚合物半导体薄膜”的研究中表示,这种晶体管是由混合半导体聚合物 DPP-TT 和弹性聚合物SEBS(苯乙烯),它不仅非常柔软且可拉伸,而且已被证明非常有利于设计可穿戴设备,特别是那些直接附着在皮肤上的设备。

研究人员发现,只要将小分子量半导体聚合物限制在弹性体基质内,就可以通过纳米限域效应从根本上提高半导体聚合物的延展性,而不影响电荷传输迁移率。

研究人员表示,“纳米限制聚合物链的动态增加显着降低了共轭聚合物的模量,大大延迟了应变下裂纹形成的发生。

因此,我们制造了可拉伸至 % 应变而不影响迁移率的半导体,从而使其能够保持与非晶硅相当的值。

”他们解释说,纳米限制效应可以避免结晶,有时可以赋予聚合物链更大的运动范围。

研究人员利用计算机设计了一种室温下可拉伸的薄膜晶体管,并测试了其弯曲和拉伸极限。

当拉伸至原始长度的 2 倍时,即使在弯曲后,晶体管的电导率也仅出现非常小的下降,从平均 0.59cm^2/Vs 降至 0.55cm^2/Vs。

将来,聚合物不会破裂。

该研究的作者之一是韩国显示器制造商三星的研究人员,预计三星有兴趣利用该研究结果开发新型可穿戴设备。

研究人员在手指上佩戴透明且灵活的LED驱动器,同时LED显示在相邻的手指上,研究人员证明晶体管在弯曲、拉伸甚至被尖锐物体刺穿后仍然可以显示图像。

当手指弯曲时,类肤透明可穿戴电路会继续工作并驱动相邻手指上的 LED。