據(jù)悉,這項研究成果近日發(fā)表于國際納米科學技術領域權威期刊《ACS Nano》雜志。論文中,黃佳等專家介紹,他們以全透明、可彎曲、可降解的“納米紙”為襯底,成功制造出同樣透明、可彎曲、可降解的半導體器件。
“透明化、可彎曲,是電子產(chǎn)品未來發(fā)展的兩個重要方向。我們這一研究成果最大的創(chuàng)新點,是將全透明、可彎曲、可降解這幾大功能和特性同時整合在一個器件上。”黃佳介紹說,如果將電子產(chǎn)品做在塑料上,雖然可彎曲也透明,但無法降解,最終會產(chǎn)生出大量的電子垃圾;而要將電子產(chǎn)品做在紙張上,則面臨不少困難,對相關技術和制備工藝提出了挑戰(zhàn)。
“普通紙張纖維粗,透光但不透明;而且普通紙張的表面粗糙,凹凸不平,要在它上面制備半導體層,不僅很難形成完整、連續(xù)、均勻的膜,而且還容易導致晶體管漏電。”黃佳說,為此,研究團隊就將普通造紙所用的木漿纖維特殊處理,使其尺度達到納米量級。如此制作出來的“納米紙”可有效減少對光的吸收和散射,不僅變得透明,而且其表面有如塑料一般光滑,這為接下來在它上面制備性能優(yōu)良的晶體管奠定了重要基礎。
以這一新型“納米紙”為襯底材料,研究團隊在它上面一層層制造出由碳納米管、絕緣層、有機半導體組成的晶體管,其透明度高達84%,而且可彎曲。實際的性能測試表明,即便將整個器件以3.5毫米的半徑彎曲起來時,它上面的透明晶體管仍能保持優(yōu)良的工作性能。
“‘可溶性’是有機半導體材料的一大優(yōu)點,這也使得通過全打印方式來制備器件成為可能,這樣一來將大大降低電子產(chǎn)品的成本。”黃佳教授說,“或許在不久的將來,人們就能利用可再生資源印刷出透明可彎曲的電子設備,類似于電影《哈利波特》中‘魔法報紙’的紙質(zhì)電子產(chǎn)品就會出現(xiàn)。從理論上說,這將是邁向環(huán)保紙質(zhì)電子產(chǎn)品的第一步。”