可穿戴电子制造未来:日本科学家制造出一维柔性n型半导体

柔性半导体对于未来的可穿戴电子技术至关重要，但一直难以集成到复杂的架构中。现在，在最近发表在Advanced Electronic Materials上的一项研究中，来自日本的研究人员已经开发出一种直接的方法来制造用于高级电路的高质量柔性半导体。研究人员通过一种简化逐层组装的方法制造了一维柔性n型半导体。这项工作可能是可穿戴电子制造的未来。

现代集成电路技术依赖于称为互补金属氧化物半导体 (CMOS) 电路的基本元件。硅是大多数现代 CMOS 技术的半导体组件。然而，由于未来的 CMOS 电路必须（例如）塑造成身体的形状或集成到衣服中，因此许多工作都集中在开发柔软、灵活、基于聚合物的半导体上。必须克服几个技术挑战才能将此类半导体，尤其是电子流动的 n 型半导体集成到 CMOS 电路中。例如，准备高质量的逐层结构——对 CMOS 器件功能很重要——往往相当缓慢且具有挑战性。解决这些挑战是奈良科学技术研究所 (NAIST) 的研究人员试图解决的问题。

理想情况下，人们能够将聚合物薄膜沉积到液体基材上，以便于转移到任何其他基材上，与传统的溶液处理相比，新研究策略可以更好地控制由此产生的半导体薄膜形态，这对电性能至关重要。

这项工作是基于单向浮膜转移。通过使用不溶解聚合物的液体基材，可以以形成一维漂浮聚合物膜的方式将溶剂溶解的聚合物滴加到基材上。在溶剂蒸发后，聚合物分子垂直于薄膜的长度方向取向。这种分子形态优化了聚合物薄膜的电性能。一旦薄膜凝固，就可以轻松地将其转移到另一个基板上——例如，用于逐层沉积。

研究人员准备了一个几乎没有阈值电压的n沟道晶体管，这对于保持电源效率很重要，通过使用新方法，准备n沟道和p沟道晶体管并将其集成到一个基于柔性半导体的设备中应该很简单。

这项工作成功地以一种廉价且易于复制的方式制备了基于聚合物的一维半导体薄膜。NAIST 研究人员的聚合物薄膜组装方法将有助于推进柔性电子产品的前景，并有助于在即将推出的可穿戴 CMOS 技术中寻找硅的替代品。获取更多科技前沿请访问：https://byteclicks.com