science >> Wetenschap >  >> Chemie

Flexibele circuits afstemmen met licht

Figuur 1:Schematische weergave van het proces dat een nauwkeurige regeling van de organische transistorkarakteristieken mogelijk maakt met behulp van lichtbestraling. De inzet toont een foto van het uiteindelijke apparaat. Krediet:Takafumi Uemura et al.

Onderzoekers van Sanken (The Institute of Scientific and Industrial Research) aan de Osaka University en Joanneum Research (Weiz, Oostenrijk), hebben aangetoond hoe het blootstellen van een organisch polymeer aan ultraviolet licht zijn elektronische eigenschappen precies kan wijzigen. Dit werk kan helpen bij de commercialisering van flexibele elektronica die kan worden gebruikt voor realtime monitoring van de gezondheidszorg, samen met gegevensverwerking.

Hoewel de geïntegreerde circuits in je smartphone behoorlijk indrukwekkend zijn, ze missen bepaalde belangrijke functies. Omdat de elektronica op silicium is gebaseerd, ze zijn erg stijf, zowel in de letterlijke zin van onbuigzaam zijn, evenals het hebben van chemische eigenschappen die niet gemakkelijk kunnen worden gewijzigd. nieuwere apparaten, inclusief OLED-schermen, zijn gemaakt van op koolstof gebaseerde organische moleculen met chemische eigenschappen die door wetenschappers kunnen worden afgestemd om de meest efficiënte circuits te produceren. Echter, het beheersen van de kenmerken van organische transistoren vereist meestal de integratie van complexe structuren gemaakt van verschillende materialen.

Nutsvoorzieningen, een team van onderzoekers onder leiding van de Universiteit van Osaka heeft UV-licht gebruikt om de chemische structuur van een diëlektrisch polymeer genaamd PNDPE precies te veranderen. Het licht verbreekt specifieke bindingen in het polymeer, die vervolgens kan herschikken in nieuwe versies, of maak crosslinks tussen strengen. Hoe langer het licht aan is, hoe meer het polymeer wordt gewijzigd. Door een schaduwmasker te gebruiken, het UV-licht wordt alleen op de gewenste gebieden aangebracht, het circuitgedrag afstemmen. Deze methode kan transistoren van de gewenste drempelspanning met een hoge ruimtelijke resolutie modelleren met slechts een enkel materiaal.

Figuur 2:(Links) Relatie tussen de lichtverlichting (dosis) en de drempelspanning (Vth) voor de organische transistoren. (Rechts) FTIR-microscopiebeeld dat de tweedimensionale ruimtelijke verdeling van de wijziging van de moleculaire structuur toont. Bepaalde regio's werden gedeeltelijk bestraald om het logo van de universiteit van Osaka te creëren, met een geschatte ruimtelijke resolutie van ~ 18 µm. Krediet:Takafumi Uemura et al.

"We zijn erin geslaagd de kenmerken van organische geïntegreerde schakelingen te beheersen met behulp van aanhoudende, door licht geïnduceerde veranderingen in de moleculaire structuur zelf, " legt studie corresponderende auteur Takafumi Uemura uit.

In de toekomst, we kunnen slimme versies van bijna alles zien, van medicijnflesjes tot veiligheidshesjes. "Om te voldoen aan de computationele eisen van 'het internet der dingen' zullen zeer waarschijnlijk flexibele elektronische oplossingen nodig zijn, " zegt senior auteur Tsuyoshi Sekitani. In het bijzonder, deze technologie kan worden toegepast op productiemethoden voor ultralichte draagbare medische apparaten.