(PhysOrg.com) -- Dankzij de flexibele maar robuuste eigenschappen van koolstofnanobuisjes, onderzoekers hebben eerder transistors gefabriceerd die kunnen worden gerold, gevouwen, en uitgerekt. Nu heeft een team uit Japan een volledig koolstof-nanobuis-transistor gemaakt die kan worden verfrommeld als een stuk papier zonder de elektrische eigenschappen te verslechteren. De nieuwe transistor is de meest buigbare die tot nu toe is gerapporteerd en die geen prestatieverlies ondervindt.

De onderzoekers, Shinya Aikawa en co-auteurs van de Universiteit van Tokyo en de Tokyo University of Science, hebben hun studie gepubliceerd in een recent nummer van Technische Natuurkunde Brieven .

“Het belangrijkste is dat elektronica nu misschien bruikbaar is op plaatsen of situaties die voorheen niet mogelijk waren, ” co-auteur Shigeo Maruyama, een professor werktuigbouwkunde aan de Universiteit van Tokio, vertelde PhysOrg.com . “Omdat ons apparaat zo flexibel en vervormbaar is, kan het overal vast komen te zitten. Dit kan leiden tot actieve elektronische apparaten die worden aangebracht als een sticker of een zelfklevend verband, maar ook voor draagbare elektronica.”

In tegenstelling tot andere veldeffecttransistoren (FET's), de nieuwe FET is uniek omdat alle kanalen en elektroden zijn gemaakt van koolstofnanobuisjes (CNT's), terwijl het substraat is gemaakt van zeer flexibel en transparant poly(vinylalcohol) (PVA). Eerder, de meeste flexibele, transparante FET's hebben goud- of indiumtinoxide als elektroden gebruikt. Echter, goud vermindert de transparantie van de apparaten, terwijl bros indiumtinoxide de flexibiliteit beperkt. Er zijn enkele recente FET's gemaakt die volledig uit CNT's bestaan, maar tot nu toe zijn deze apparaten gebouwd op dikke plastic substraten, hun flexibiliteit beperken.

Na het patroon van de componenten met behulp van standaard fotolithografie en het lamineren van het apparaat met de PVA, de uiteindelijke dikte van de nieuwe all-CNT-FET was ongeveer 15 µm. Deze dunheid maakte het apparaat zeer buigzaam, met tests die aantoonden dat de voltooide transistor bestand was tegen een buigradius van 1 mm met bijna geen veranderingen in elektrische eigenschappen. Hoewel er andere transistors zijn ontwikkeld met buigbare radii van slechts 0,1 mm, de nieuwe transistor is de meest buigbare die geen prestatievermindering ervaart.

Nadat de transistor 100 kreukcycli heeft ondergaan, zagen de onderzoekers een lichte afname van de maximale afvoerstroom, wat te wijten kan zijn aan enkele verbroken verbindingen in het CNT-netwerk. Echter, de minimale afname van de maximale afvoerstroom, die stabiliseert na ongeveer 30 cycli, heeft geen invloed op de algehele transconductantie, die niet werd beïnvloed door de herhaalde buiging.

Naast de flexibiliteit, de all-CNT-FET heeft ook een optische transmissie van meer dan 80%, wat voldoende is om duidelijk door het apparaat heen te kijken. De onderzoekers schrijven de hoge flexibiliteit toe aan de inherente robuustheid van koolstofnanobuisjes, en voorspellen dat ze de flexibiliteit nog verder kunnen vergroten door de posities van de kanalen te optimaliseren. Algemeen, de resultaten tonen aan dat flexibele, transparante all-carbon elektronica komt dichter bij de commerciële realiteit.

“Lopende onderwerpen zijn het beheren van apparaateigenschappen en het integreren ervan, ' zei Maruyama. “Als deze problemen kunnen worden opgelost, we willen graag flexibele en transparante volledig koolstof werkende circuits realiseren.”

Copyright 2012 PhysOrg.com.
Alle rechten voorbehouden. Dit materiaal mag niet worden gepubliceerd, uitzending, geheel of gedeeltelijk herschreven of herverdeeld zonder de uitdrukkelijke schriftelijke toestemming van PhysOrg.com.