大分子碳結構有機半導體問世

2020-12-05 中國科學院

據美國物理學家組織網8月29日報導,一個國際科研團隊首次研製出了一種含巨大分子的有機半導體材料,其結構穩定,擁有卓越的電學特性,而且成本低廉,可被用於製造現代電子設備中廣泛使用的場效應電晶體。科學家們表示,最新突破將會讓以塑料為基礎的柔性電子設備「遍地開花」。相關研究發表在材料科學領域最著名的雜誌《先進材料》上。

美國維克森林大學物理學副教授奧納·祖切斯庫和來自美國史丹福大學、肯塔基大學、阿巴拉契亞州立大學、英國倫敦帝國理工學院等各個專業領域的科學家攜手合作,研製出了這種有機半導體材料。科學家們表示,最新研究有望讓人造皮膚、智能繃帶、柔性顯示屏、智能擋風玻璃、可穿戴的電子設備和電子牆紙等變成現實。

科學家們指出,在目前的消費市場上,電子產品都很昂貴,主要因為電視機、電腦和手機等電子產品都由矽製成,製造成本很高;而碳基(塑料)有機電子產品不僅製造方便、成本低廉,而且輕便柔韌可彎曲,代表了「電子設備無處不在」這一未來趨勢。

以前的研究表明,碳結構越大,其性能越優異。但科學家們一直未曾研究出有效的方法來製造更大的、穩定的、可溶解的碳結構以進行研究,直到此次祖切斯庫團隊研製出這種新的用於製造電晶體的有機半導體材料。

有機半導體是一種塑料材料,其擁有的特殊結構讓其具有導電性。在現代電子設備中,電路使用電晶體控制不同區域之間的電流。科學家們對新的有機半導體材料進行了研究並探索了其結構與電學屬性之間的關係。

祖切斯庫團隊也用新材料製造出了場效應電晶體,這種場效應電晶體是所有現代電子設備的基礎零件,因為電晶體的性能決定了顯示屏的開關速度、細節以及其他關鍵屬性,該最新突破有望帶來巨大的技術進步,並藉此設計出性能更優異、成本更低廉、由塑料製成的電子設備。

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