革命性的基于线程的晶体管为柔性电子产品铺平了道路
塔夫茨大学,马萨诸塞州梅德福
晶体管是由亚麻线制成的,这使得完全由细线制成的电子设备成为可能,这些电子设备可以编织成织物,佩戴在皮肤上,或通过手术植入进行诊断监测。柔性电子设备可以实现一系列符合不同形状的应用,并允许在不影响功能的情况下自由移动。
在基于线的晶体管中,碳纳米管涂层的线响应栅极线 (G) 处感测到的电压,在源极 (S) 和漏极 (D) 线之间传输电流。 (塔夫茨大学)基于线程的晶体管(TBT)可以制成全线程逻辑电路和集成电路。这些电路取代了许多当前柔性设备中最后剩下的刚性组件,并且与基于线程的传感器结合使用,可以创建完全灵活的多路复用设备。
大多数柔性电子产品将金属和半导体图案化为可弯曲结构,或使用本质上柔性的材料,例如导电聚合物。与基于聚合物和其他柔性材料的电子产品相比,基于线的电子产品具有更大的灵活性、材料多样性,并且无需洁净室即可制造。基于线程的电子设备可以包括非常薄、柔软且灵活的诊断设备,足以与它们正在测量的生物组织无缝集成。
制造 TBT 需要在亚麻线上涂上碳纳米管,形成电子可以通过的半导体表面。连接到线上的是两根细金线——电子的“源”和电子流出的“漏”(在某些配置中,电子可以沿另一个方向流动)。第三根导线(称为栅极)连接到螺纹周围的材料上,以便通过栅极导线的电压发生微小变化,从而允许大电流流过源极和漏极之间的螺纹,这是晶体管的基本原理。
注入电解质的凝胶用作围绕螺纹并连接到栅极线的材料。该凝胶由二氧化硅纳米颗粒组成,可自组装成网络结构。电解质凝胶(或离子凝胶)可以通过浸涂或快速擦拭沉积到线上。与经典晶体管中用作栅极材料的固态氧化物或聚合物相比,离子凝胶在拉伸或弯曲下具有弹性。
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