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エアロゾルジェット印刷を用いて1D-2D TFTを開発

Duke Universityの研究グループが、エアロゾルジェット印刷を用いてフレキシブルな2Dトランジスタを開発しました。

この研究成果は、ACS nanoに掲載されています。


この記事は下記論文の紹介記事です。

論文:

Lu, Shiheng, et al. "Flexible, Print-in-Place 1D–2D Thin-Film Transistors Using Aerosol Jet Printing." ACS nano (2019).

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsnano.9b04337



薄膜に印刷されたカーボンナノチューブ(CNT)は、高い電気性能、機械的安定性、低温処理との適合性があります。

しかし、CNT薄膜トランジスタ(CNT-TFT)などの低温印刷デバイスの実装は、他のデバイス層(誘電体および接点)によって課せられる比較的高いプロセス温度要件によって妨げられてきました。


このような課題に対し、本研究グループは、エアロゾルジェット印刷技術を用いることで、温度の制約を克服し、低温(最大温度≤80°C)のフルプリントインプレースプロセスで1D–2D薄膜トランジスタ(1D–2D TFT)を実証しました。



半導体1D CNTチャネルは、2D六方晶窒化ホウ素(h-BN)ゲート誘電体および導電性電極として銀ナノワイヤのトレースと共に使用され、すべて同じプリンターを使用して堆積されます。


エアロゾルジェット印刷2D h-BNフィルムは、隣接する印刷層間の再分散を抑制するバインダーヒドロキシプロピルメチルセルロースを使用するなど、適切なインク処方により実現されました。


最大3.5×105のON / OFF電流比、最大10.7 cm2・V–1・s–1のチャネル移動度、および低いゲートヒステリシスに加えて、1D–2D TFTはナノスケールネットワークによる曲げ下で並外れた機械的安定性を示します。


また、最適な性能を実現するために、どのデバイス層も高温処理を必要としないことも確認されています。


これらの発見は、電子機器の費用対効果の高い直接書き込みを実現する魅力的なアプローチを提供します。




#エアロゾルジェット #フレキシブル #TFT

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