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美國發(fā)明新型打印技術(shù)所得薄膜導(dǎo)電性能優(yōu)異10倍

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)6月2日?qǐng)?bào)道，美國科學(xué)家設(shè)計(jì)出了一種新的打印過程，不僅比傳統(tǒng)方法更迅捷，而且適用于多種有機(jī)材料，得到的有機(jī)半導(dǎo)體薄膜的性能也要優(yōu)異10倍。研究人員在一期的《自然·材料學(xué)》雜志上表示，進(jìn)展有望有機(jī)電子設(shè)備領(lǐng)域的新變革。
 
有機(jī)電子設(shè)備可以廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，但即便是目前性能的薄膜，其在導(dǎo)電方面也差強(qiáng)人意。為此，美國*下屬的斯坦福直線加速器中心（SLAC）和斯坦福大學(xué)的研究人員設(shè)計(jì)了一種新的打印過程。他們發(fā)現(xiàn)，借用新方法，使用某些材料出的薄膜的導(dǎo)電能力是目前性能的薄膜的10倍。這些半導(dǎo)體薄膜可用來輕便且成本低廉的太陽能電池、柔性電子顯示器和纖薄的傳感器等。
 
該論文的主要作者、SLAC/斯坦福大學(xué)博士后刁穎（音譯）說：“更重要的是，方法可以升級(jí)，從而滿足工業(yè)需求。”
 
刁穎表示，在快速打印過程中，很容易出現(xiàn)墨流分布不均的情況，這會(huì)使得到的半導(dǎo)體晶體布滿瑕疵，但在以前，很少有人想到通過控制液流來解決這一問題。為了有所突破，她對(duì)溶解有機(jī)材料的液體的流動(dòng)進(jìn)行了很好地控制。
 
在新方法中，刁穎設(shè)計(jì)出了一種打印刀片，其上嵌了一些細(xì)細(xì)的柱子（即晶體），柱子同墨水混合在一起，從而形成了一個(gè)整齊一致的薄膜。另外，由于晶體很容易在基座上隨機(jī)形成，為此她在基座上設(shè)計(jì)了一系列巧妙的化學(xué)模式，抑制了“不守規(guī)矩的”晶體的形成，不讓這些晶體冒出來。zui后，刁穎團(tuán)隊(duì)出了大塊的、幾乎成一條直線的晶體長條（薄膜），電荷很容易流過其中。
 
該研究團(tuán)隊(duì)在斯坦福同步輻射光源（SSRL）實(shí)驗(yàn)室對(duì)獲得的有機(jī)半導(dǎo)體進(jìn)行了X射線研究，并根據(jù)研究結(jié)果對(duì)新方法進(jìn)行了多次改進(jìn)，zui終，他們證明，這些排列整齊的晶體的性能至少是其他技術(shù)的晶體的10倍，其在結(jié)構(gòu)上也更。
 
該研究團(tuán)隊(duì)也用另一種具有幾乎*不同的分子結(jié)構(gòu)的有機(jī)半導(dǎo)體材料重復(fù)了這一實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，獲得的薄膜在質(zhì)量上有很大提升。因此，他們相信，這一技術(shù)可以應(yīng)用于多種材料。
 
該研究的另外兩名主要調(diào)查者、斯坦福材料和能源科學(xué)研究所教授鮑哲南（音譯）和SLAC的材料學(xué)家斯特凡·和曼斯菲爾德表示，接下來，他們打算找出材料和過程之間的隱藏關(guān)系。研究也讓他們能更好地控制打印材料的電子屬性，使其性能達(dá)到*。