นักวิทยาศาสตร์เข้าใกล้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิคส์ราคาถูกอีกขั้นแล้ว รายงาน NUST MISIS

อัปเดต: 31 พฤษภาคม 2021
นักวิทยาศาสตร์เข้าใกล้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิคส์ราคาถูกอีกขั้นแล้ว รายงาน NUST MISIS

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบยืดหยุ่นคือ เทคโนโลยี ที่ช่วยให้คุณสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์บนพื้นผิวที่มีความยืดหยุ่น จึงทำให้สามารถโค้งงอและยืดหยุ่นได้ ปัจจุบัน อินเดียม-ทิน-ออกไซด์ (ITO) ได้กลายเป็นหนึ่งในออกไซด์นำไฟฟ้าแบบโปร่งใสที่พบได้บ่อยที่สุดสำหรับพื้นที่และการใช้งานที่หลากหลาย ซึ่งเป็นเทคโนโลยีหน้าจอสัมผัสที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับสมาร์ทโฟน แท็บเล็ต และเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่นๆ รวมถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดหยุ่น เหตุผลนี้เป็นเพราะความโปร่งใสทางแสงและการนำไฟฟ้า และยังเนื่องมาจากความง่ายเมื่อวางลงบนกระจก พลาสติก และฟิล์มบาง อย่างไรก็ตาม ITO มีข้อเสียหลายประการ รวมถึงความยืดหยุ่นที่จำกัด ความทนทานต่อสารเคมีที่จำกัด และการจัดหาวัตถุดิบที่หมดลง นอกจากนี้ ความขาดแคลนและราคาที่สูงของอินเดียมยังจำกัดการใช้ ITO

ในระดับแนวหน้า เชื่อว่าวัสดุต่างๆ เช่น SWCNTs เป็นตัวเลือกที่ได้เปรียบสำหรับการเปลี่ยน ITO เนื่องจากคุณสมบัติออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่ยอดเยี่ยม ความคงตัวทางเคมี ปริมาณคาร์บอนจำนวนมาก และการยึดเกาะที่ดีกับพื้นผิวต่างๆ สามารถใส่ฟิล์ม SWCNT ลงบนวัสดุพิมพ์อื่นๆ เปลี่ยนเป็นหน้าจอสัมผัสได้ อย่างไรก็ตาม นอกเหนือจากพารามิเตอร์ท่อนาโนคาร์บอน เช่น ความยาว ความเข้มข้นของข้อบกพร่อง และระดับของการมัดรวมแล้ว คุณสมบัติของออปโตอิเล็กทรอนิกส์ยังขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของสารกึ่งตัวนำและท่อโลหะเป็นอย่างมาก จากที่กล่าวมา ฟิล์ม SWCNT ยังคงไม่เป็นไปตามข้อกำหนดด้านออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการการบูรณาการทางอุตสาหกรรมที่ประสบความสำเร็จ

ทีมนักวิทยาศาสตร์จาก NUST MISIS, Skoltech, MIPT, Aalto University, Emanuel Institute of Biochemical Physics RAS, University of Vienna และ Canatu Ltd ได้พัฒนาวิธีการที่ง่ายและประหยัดต้นทุนในการปรับคุณสมบัติ optoelectronic ของฟิล์ม SWCNT วิธีการที่นำเสนอนี้รวมถึงการบำบัดด้วยความร้อนของฟิล์ม SWCNT สำหรับการเปิดฝาท่อนาโนที่อุณหภูมิ 400 °C ตามด้วยการใช้สารเติมแต่งด้วยสารละลายเอทานอลของกรดคลอโรออริก กลยุทธ์นี้ช่วยให้นักวิจัยสามารถบรรลุค่าความต้านทานแผ่นที่เท่ากันได้

“กลยุทธ์ของเราช่วยให้เราสามารถบรรลุค่าการนำไฟฟ้าสำหรับฟิล์ม SWCNT ได้มากเป็นประวัติการณ์ ดังนั้นจึงช่วยปรับปรุงการนำไปใช้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดหยุ่นได้” กล่าว พาเวล โซโรคิน, Sc.D. ในสาขาฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ หัวหน้าโครงการโครงสร้างพื้นฐาน "วัสดุศาสตร์เชิงทฤษฎีของโครงสร้างนาโน" ที่ห้องปฏิบัติการ NUST MISIS ของวัสดุนาโนอนินทรีย์

วิธีนี้อาจกลายเป็นตัวสร้างความแตกต่าง เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานของอุปกรณ์ที่ยืดหยุ่นและหน้าจอสัมผัสในขณะที่ลด การผลิต ค่าใช้จ่าย