Stanford Universityの研究グループが、インクジェット印刷された伸縮可能な低電圧シナプストランジスタアレイを開発しました。
この研究成果は、Nature communications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：
Molina-Lopez, F., et al. "Inkjet-printed stretchable and low voltage synaptic transistor array." Nature communications 10.1 (2019): 2676.
皮膚に似たバイオエレクトロニクスは、生体信号の検知や生物学的機能の強化などの用途向けに、ユーザーが知覚できないほど電子を身体に直接統合できるようにします。このバイオエレクトロニクスの実現には、人間の皮膚と同じフォームファクター、機械的特性、および化学的特性を備えたデバイスの開発が必要です。機械的に柔らかく、伸縮性のある素材は、従来のマイクロエレクトロニクス技術を使用した処理が困難という課題があります。
このような課題に対し、同グループは、インクジェット印刷のみを使用して、伸縮性があり、皮膚のような電子機器の積層造形を行いました。
今回開発された伸縮性のあるFETアレイは、伸縮性のある電子材料であるイオンPEDOT：PSS、イオンPVDF-HFP、およびSC-SWCNTネットワークを使用したIJ印刷によって製造されています。各機能性材料はインクとして配合され、マスクを必要とせずに通常大気雰囲気で堆積/パターン化されました。
作製されたデバイスは、良好なトランジスタ性能を示したとのことです。
また、今回開発されたシステムは、低動作電圧、高移動度、電気特性の空気/水安定性、柔らかさ、順応性、または伸縮性が必要なウェアラブル、スキンエレクトロニクス、またはバイオエレクトロニクスのさまざまなシナリオに適用できます。現状のシステムの主な課題はスイッチング速度であり、これはポリマーゲート誘電体内のイオンの遅い動きによって妨げられています。ただし、このような低速のイオンの応答は、ニューロンからニューロンへの通信を模倣するシナプストランジスタなどの他のアプリケーションにとっては望ましいものです。
これらのトランジスタは、ニューロンのシナプス挙動を模倣することができ、コンフォーマルな脳と機械のインターフェースやその他のウェアラブルバイオエレクトロニクスにとって興味深いものになります。