超高性能，机械柔性薄膜晶体管

通过从大块晶圆上雕刻出单晶硅的斑点，并将它们浇铸在塑料薄片上，科学家们伊利诺伊大学Urbana-Champaign公司展示了一种超高性能、机械柔性薄膜晶体管的方法。这一过程可能会在消费类电子产品中产生新的应用，比如廉价的墙壁到墙壁的显示器和智能但一次性的射频识别标签，甚至可能用于需要强大计算能力的应用。

“传统的硅器件受到硅片尺寸的限制，硅片直径通常小于12英寸，”材料科学与工程教授约翰·罗杰斯(John Rogers)说。他的一篇论文将发表在6月28日出版的《应用物理快报》(Applied Physics Letters)上。亚博网站下载亚博老虎机网登录

“与制造更大更昂贵的晶圆不同，我们希望将晶圆切片并分散，这样我们就需要它们在大型、低成本的基片上，比如柔性塑料上。”

这种方法与在半导体中使用有机分子的类似器件的路径相比具有重要的优势。单晶硅具有极好的电性能(大约比已知的有机材料好1000倍)，其可靠性和材料性能在硅微电子学数十年的研究中众所周知。亚博网站下载

为了演示这项技术，罗杰斯和他的同事用传统的光刻和蚀刻工艺从晶片中制造出单晶、微结构的硅物体。加工顺序产生了各种形状的物体，小到一边50纳米。研究人员随后使用了两种方法将物体转移到基片上，从而创造出高性能的薄膜晶体管。

“在一种方法中，我们使用了利用高分辨率橡胶图章进行转移印刷的程序，”合作作者拉尔夫·努佐(Ralph Nuzzo)说，他是密歇根大学弗雷德里克·塞茨材料研究实验室(Frederick Seitz Materials Research Laboratory)的化学教授和主任。亚博网站下载“在另一种方法中，物体分散在溶剂中，然后使用基于溶液的打印技术进行铸造。”

Nuzzo说，这两种方法都可以在制造环境中实现，并且可以很好地扩展到大区域格式。将硅的加工过程与其他晶体管元件的制造分离开来，使该器件能够与多种材料类型集成，包括低成本塑料。

罗杰斯说，通过连续、高速印刷技术制造电路可以提供与现有硅技术不同的功能。“我们可以从非常规电子产品的角度来考虑——将设备放在标准硅芯片由于成本或几何形状而无法到达的地方。”

不仅可以以低得多的成本建造巨大的、墙壁大小的显示器，组件还可以打印在挡风玻璃和其他非平面表面的内部。虽然目前的制造技术更倾向于平面芯片，但基于打印的方法消除了这个限制。

“低成本电子印刷的另一个方面是将信息技术嵌入到以前不存在的地方，”Nuzzo说。“通过将电子智能植入日常用品，我们可以以令人兴奋的新方式交换信息和交流。”

他说，一个例子就是低成本的射频识别标签，它可以取代普通产品的条形码。这样的标签可以缓解超市结账队伍的拥堵，帮助忙碌的家庭主妇列出购物清单。

“你可以尽情发挥你的想象力，”Nuzzo说。“电子电路的功能不需要连接到芯片上，它可以集成到架构本身。”

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