(PhysOrg.com) - Recientemente, Los investigadores han estado desarrollando transistores de película delgada (TFT) basados ​​en nanotubos de carbono con la esperanza de crear un alto rendimiento, flexible, dispositivos transparentes, como papel electrónico y etiquetas RFID. Sin embargo, Uno de los mayores desafíos que frenan el rendimiento de los transistores es el compromiso entre las propiedades de los nanotubos metálicos y semiconductores que componen los transistores. En un nuevo estudio, Los investigadores han desarrollado una nueva forma de fabricar redes de nanotubos que supera en parte este problema, y mostrar que las redes de nanotubos podrían usarse para fabricar transistores y circuitos integrados flexibles (CI).

Los investigadores, Dong-ming Sun de la Universidad de Nagoya en Nagoya, Japón, y coautores de allí y de la Universidad Aalto en Finlandia, han publicado su estudio sobre la fabricación de circuitos integrados y TFT de alto rendimiento en sustratos transparentes en un número reciente de Nanotecnología de la naturaleza .

“Hemos demostrado que, sin tener en cuenta la quiralidad de los nanotubos de carbono, los nanotubos de carbono recién desarrollados se pueden utilizar para fabricar TFT e IC de alto rendimiento, conduciendo a una técnica simple y rápida de bajo costo, electrónica flexible, ", Dijo el coautor Yutaka Ohno de la Universidad de Nagoya PhysOrg.com . “Los dispositivos ligeros y flexibles, como los teléfonos móviles y el papel electrónico, están ganando atención por su papel en el logro de una sociedad de la información ubicua más inteligente y ecológica. Es importante fabricar tales dispositivos a un costo extremadamente bajo para reemplazar los medios convencionales basados ​​en papel, como periódicos y revistas. Nuestro trabajo puede proporcionar dicha tecnología ".

Como explicaron los investigadores en su estudio, Las redes de nanotubos contienen nanotubos metálicos y semiconductores. Mientras que una mayor cantidad de nanotubos metálicos aumenta la movilidad del portador de carga del transistor, también disminuye la relación de encendido / apagado.

Dado que ambas características son importantes para el rendimiento general del transistor, Los investigadores del nuevo estudio encontraron una manera de optimizar ambas características mediante la fabricación de una red de nanotubos con ciertas propiedades únicas. Por ejemplo, la morfología de la red consiste en nanotubos relativamente largos (10 micrómetros) (el 30% de los cuales son metálicos) en comparación con otras redes de nanotubos. La nueva red también utiliza más uniones en Y que uniones en X entre nanotubos. Dado que las uniones en Y tienen un área de unión más grande que las uniones en X, también tienen menor resistencia de unión.

Usando esta red de nanotubos, los investigadores fabricaron TFT que simultáneamente demuestran una alta movilidad del portador de carga y una relación de encendido / apagado, ofreciendo un rendimiento significativamente mejor que los anteriores transistores basados ​​en nanotubos. Los investigadores explicaron que la alta movilidad se debe a la morfología única de la red de nanotubos, mientras que la alta relación de encendido / apagado se puede atribuir a la menor densidad de nanotubos metálicos, que se puede controlar durante el proceso de fabricación.

Después de construir los transistores, los investigadores fabricaron un circuito integrado capaz de lógica secuencial, el primer circuito de este tipo basado en transistores de nanotubos de carbono hasta la fecha. En circuitos lógicos secuenciales, la salida depende tanto de la entrada actual como del historial de la entrada, para que estos circuitos tengan funciones de almacenamiento o memoria.

Los investigadores predicen que, ampliando el proceso de fabricación y utilizando técnicas de impresión mejoradas, Estos TFT basados ​​en nanotubos podrían conducir al desarrollo de barato, y electrónica flexible.

“Nuestro plan para el futuro cercano es demostrar la fabricación rollo a rollo de arreglos y circuitos integrados TFT basados ​​en CNT, "Ohno dijo. "Para hacerlo, necesitamos reemplazar todas las técnicas litográficas por técnicas de impresión de alto rendimiento. Para comercialización, tenemos que mejorar más la uniformidad de las características de TFT, pero nuestro objetivo es comercializar dentro de cinco años ".

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