赛车

可用于柔性电子器件的新型绝缘层问世

2019-08-15 19:18:49来源:励志吧0次阅读

  来自韩国科学技术学院(Korea Advanced Institute of Science and Technology,KAIST)的团队研发了一种用于场效应晶体管的高性能超薄聚合绝缘体。他们用汽化单体在多种表面成功制备出聚合膜,比如塑料,这些普适的绝缘体为将来在电子设备上的应用打下了基础。这项研究结果发表于 月9日的《自然 材料》(Nature Materials)杂志上。

  我们日常生活使用的现代电子设备中,从、电脑到平板显示器,场效应晶体管无处不在。除了三个电极(栅极(gate),源极(source)和漏极 (drain))外,场效应管还包括一个绝缘层和一个半导体沟道层组成。场效应管内的绝缘层能有效控制半导体沟道的导电率,从而控制晶体管内的电流。为了 使场效应管低功率稳定运行,应用超薄的绝缘层十分重要。因为氧化物和氮化物等无机材料具有卓越的绝缘性和可靠性,绝缘层通常是由此类无机材料在硅和玻璃等 硬质表面制成。

  然而,由于这些绝缘层的高硬度和高制备过程温度,它们很难用于柔性电子设备。近年来,大量科研人员把聚合物作为前景乐观的绝缘材料去研究,以适用柔性非传 统基底和新兴的半导体材料。然而,传统技术制备的聚合物绝缘体在极小厚度的表面覆盖仍不足,阻碍了应用聚合物绝缘体的场效应管在低电压状态下运行。

  一个由韩国科学技术院(KAIST)生化工程系的Sung Gap教授和系的Seunghyup Yoo、Byung Jin Cho教授领导的研究团队研发出了一种有机聚合物组成的绝缘层 pV D 。此绝缘层是利用名为 化学气相沉降(iCVD) 的全干气相技术制成,可使 它在不失去完美绝缘特性的情况下,厚度足以缩小到10纳米(nm)之内。

  iCVD过程是让气状单体和引发剂在低真空中相互接触,最终沉积在基底上的共形聚合膜具有良好的绝缘性能。iCVD与传统技术不一样的是,十分均匀且纯净 的超薄聚合膜在一大片实际上没有表层或底层限制的区域生成,与表面 有关的问题便得以解决。并且大部分iCVD聚合物在室温下生成,减少了对基底施加的 和产生的损害。

  科研团队通过使用pV D 绝缘层,研发出了利用多种半导体材料如有机物、石墨烯和氧化物的低功率、高性能的场效应管,证明了pV D 对多种材料的广泛 适用性。他们还用常规的包装胶带作为基底,制造出了一种粘贴性的、可移除的电子元件。在与韩国东国大学(Dongguk University)的Yong-Young Noh教授的合作中,科研团队成功地结合pV D 绝缘层在一个大规模的柔性底层上开发出了一种晶体管阵列。

  Im教授说: 用iCVD技术制得的pV D 所具有的小尺寸和广泛适用性对聚合绝缘体来说是史无前例的。即使我们的iCVD pV D 聚合膜的厚度减小到10纳米之内,它展现出的绝缘性仍比得上无机绝缘层。我们期待这项进展能极大地有益于柔性电子器件的研发,这将会对可穿戴计 算机等新兴电子设备的成功起到关键作用。

  总结:研究人员研发了一种用于场效应晶体管(field-effect transistors,FETs)的高性能超薄聚合绝缘体。他们用汽化单体在多种表面成功制备出聚合膜,比如塑料,这些普适的绝缘体为将来在电子设备上的应用打下了基础。

  该原理图展示了如何利用化学气相沉积(iCVD)技术制备pV D 聚合膜:(i)引入汽化单体和引发剂,(ii)激活的引发剂受热分解成自由基,(iii )单体和引发剂自由基被吸附到一个基底上,(iv)聚合自由基转化成pV D 薄膜。(图片来源: KAIST)

2006年杭州房产C轮企业
永辉、盒马鲜生、7-Eleven等为何纷纷跨界餐饮
2012年郑州B2B/企业服务Pre-A轮企业
分享到: