Výzkumníci dělají zásadní průlom v inteligentní tištěné elektronice

..Mohou stroje myslet...Jiří Wiedermann 11.12.2017 - Přednáška (Smět 2019).

Anonim

Výzkumníci z AMBER, vědeckého výzkumného střediska Vědecké nadace fondů vědy, financovaného Irskem, která se konala v Trinity College v Dublinu, vyrobily poprvé tištěné tranzistory sestávající zcela z dvourozměrných nanomateriálů. Tyto 2D materiály kombinují vzrušující elektronické vlastnosti s potenciálem pro nízkonákladovou výrobu. Tento průlom by mohl odhalit potenciál aplikací, jako jsou obaly na potraviny, které zobrazují digitální odpočítávání, které vás varují před poškozením, etiketami na víno, které vás upozorní, když vaše bílé víno má optimální teplotu, nebo dokonce okno, které zobrazuje denní předpověď. Zjištění týmu AMBER byla dnes zveřejněna v předním časopise Science.

Tento objev otevírá cestu pro průmysl, jako je ICT a farmaceutický průmysl, k tomu, aby levně vytiskl celou řadu elektronických zařízení ze solárních článků na LED diody s aplikacemi z interaktivních štítků na inteligentní potraviny a léky, na bezpečnost bankovek příští generace a e-pasy.

Profesor Jonathan Coleman, který je vyšetřovatelem ve Fakultě fyziky AMBER a Trinity, řekl: "V budoucnosti budou tištěné přístroje začleněny do nejmodernějších předmětů, jako jsou štítky, plakáty a obaly. jsme vytvořili) umožní spotřebitelským produktům shromažďovat, zpracovávat, zobrazovat a přenášet informace: například kartony na mléko by mohly poslat zprávy do vašeho telefonu s upozorněním, že mléko bude zhaslo.

Věříme, že 2D nanomateriály mohou konkurovat materiálům používaným v současné době pro tištěnou elektroniku. Ve srovnání s ostatními materiály používanými v této oblasti jsou naše 2D nanomateriály schopny produkovat cenově efektivnější a výkonnější tištěná zařízení. Nicméně, zatímco poslední desetiletí zdůraznilo potenciál 2D materiálů pro řadu elektronických aplikací, byly podniknuty pouze první kroky k prokázání jejich hodnoty v tištěné elektronice. Tato publikace je důležitá, protože ukazuje, že vodivé, polovodičové a izolační 2D nanomateriály lze kombinovat v komplexních zařízeních. Cítili jsme, že je velmi důležité soustředit se na tisk tranzistorů, jelikož jsou to elektrické spínače v srdci moderních počítačů. Věříme, že tato práce otevírá cestu k tisku celé řady zařízení výhradně z nanovláken 2D. "

Vedené profesorem Colemanem ve spolupráci s profesory Georgem Duesbergem (AMBER) a Prof. Laurensem Siebbelesem (TU Delft, Nizozemsko) tým používaly standardní tiskové techniky pro kombinování grafénových nanášek jako elektrod s dalšími dvěma nanomateriály, diselenidem wolframu a nitridu boru jako kanálu a oddělovače (dvě důležité části tranzistoru), čímž vznikne celoplošný pracovní nanosuchový pracovní tranzistor.

Tisková elektronika vznikla za posledních třicet let především na princiblových molekulách na bázi uhlíku. Zatímco tyto molekuly mohou být snadno přeměněny na tiskové barvy, jsou tyto materiály poněkud nestabilní a mají známé výkonnostní omezení. Bylo mnoho pokusů překonat tyto překážky s využitím alternativních materiálů, jako jsou uhlíkové nanotrubice nebo anorganické nanočástice, ale tyto materiály také ukázaly omezení jak v provedení, tak i ve výrobě. Zatímco výkon vytištěných 2D zařízení ještě nelze porovnávat s pokročilými tranzistory, tým se domnívá, že existuje široká škála možností, jak zlepšit výkon za současný stav techniky pro tištěné tranzistory.

Schopnost tisknout 2D nanomateriály je založena na škálovatelném způsobu výroby 2D nanomateriálů, včetně grafenu, nitridu bóru a nylonů z wolframu, v kapalinách, metodou, kterou získal od společnosti Samsung a Thomas Swan. Tyto nanášecí vrstvy jsou ploché nanočástice o tloušťce několika nanometrů, ale o šířce stovek nanometrů. Kriticky, nanočlánky vyrobené z různých materiálů mají elektronické vlastnosti, které mohou být vodivé, izolační nebo polovodičové, a tak obsahují všechny stavební prvky elektroniky. Zpracování kapalin je obzvláště výhodné v tom, že poskytuje velké množství vysoce kvalitních 2D materiálů ve formě, která se snadno zpracovává na inkousty. Prof. Coleman publikace poskytuje potenciál pro tisk obvodů za extrémně nízké náklady, které usnadní celou řadu aplikací z animovaných plakátů na inteligentní štítky.

menu
menu