Revolutionaire Draad-gebaseerde Transistors Banen Weg voor Flexibele Elektronica

Tufts University, Medford, Massachusetts

Een transistor is gemaakt van lijnendraad, wat de creatie van elektronische apparaten volledig gemaakt van dunne draden mogelijk maakt die in stof geweven kunnen worden, op de huid gedragen, of chirurgisch geïmplanteerd voor diagnostische monitoring. De flexibele elektronische apparaten kunnen een reeks toepassingen mogelijk maken die zich aan verschillende vormen aanpassen en vrije beweging toestaan zonder functie te compromitteren.

In draad-gebaseerde transistors, voeren koolstofnanobuizen-gecoate draden elektrische stroom tussen bron (S) en drain (D) draden in respons op spanning gevoeld aan de gate draad (G). (Tufts University)

Volledig flexibele circuits

De draad-gebaseerde transistors (TBTs) kunnen gemaakt worden in alle-draad-gebaseerde logica circuits en geïntegreerde circuits. De circuits vervangen het laatste overgebleven starre component van veel huidige flexibele apparaten en wanneer gecombineerd met draad-gebaseerde sensoren, maken ze de creatie van volledig flexibele, gemultiplekste apparaten mogelijk.

Meeste flexibele electronica patronen metalen en halfgeleiders in buigbare structuren of gebruiken intrinsiek flexibele materialen zoals geleidende polymeren. Vergeleken met electronica gebaseerd op polymeren en andere flexibele materialen, hebben draad-gebaseerde electronica grotere flexibiliteit, materialendiversiteit, en de mogelijkheid om geproduceerd te worden zonder de noodzaak voor schoonruimtes. De draad-gebaseerde electronica kan diagnostische apparaten omvatten die extreem dun, zacht, en flexibel genoeg zijn om naadloos te integreren met de biologische weefsels die ze meten.

Fabricatieproces

Het maken van een TBT omvat het coaten van een lijnendraad met koolstofnanobuizen, wat een halfgeleideroppervlak creëert door waar elektronen kunnen reizen. Aan de draad zijn twee dunne goud draden bevestigd - een "bron" van elektronen en een "drain" waar de elektronen uitstromen (in sommige configuraties kunnen de elektronen in de andere richting stromen). Een derde draad, de gate genaamd, is bevestigd aan materiaal rondom de draad zodat kleine veranderingen in spanning door de gate draad een grote stroom laten stromen door de draad tussen de bron en drain - het basisprincipe van een transistor.

Een elektrolyt-geïnfuseerd gel wordt gebruikt als het materiaal rondom de draad en verbonden met de gate draad. Het gel bestaat uit silicananodeeltjes die zichzelf assemblieren in een netwerkstructuur. Het elektrolytgel (of ionogel) kan op de gedeponeerd worden door dip-coating of snelle afveegbeweging. In tegenstelling tot de vastestof oxiden of polymeren die als gate materiaal in klassieke transistors gebruikt worden, is het ionogel veerkrachtig onder rekken of buigen.

Voor meer informatie, contacteer Mike Silver via dit e-mailadres; 617-627-0545.