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高精度控制印刷电子产品

发布时间:2019-01-31 17:26:06 来源:

印刷电子晶体管电路和显示器,其中各个像素的颜色可以改变,是林雪平大学有机电子实验室的突破性研究的许多应用中的两个。关于这些主题的新的突破性成果已发表在科学期刊Science Advances上。

有机电子学领域的研究人员最喜欢使用的材料:导电聚合物PEDOT:PSS,可传导电子和离子。由这种聚合物制造的显示器和晶体管具有许多优点,包括它们制造简单且便宜,并且材料本身是无害的。然而,很难创建在特定电压下快速切换的器件,称为“阈值电压”。这使得迄今为止难以以精确的方式控制晶体管的当前状态或显示器的颜色状态。

“PEDOT的氧化还原转换特性缺乏任何阈值:PSS妨碍了双稳态和整流,允许在显示器或存储器功能中实现无源矩阵寻址的特性”,LOE有机电子实验室高级讲师Simone Fabiano说道,谁是Science Advances文章的主要作者,以及RISE Acreo研​​究所的Negar Sani。

五年多以前,有机电子实验室出现了一个疯狂的想法:你能解决这个问题,将电化学与铁电性结合起来吗?铁电材料由偶极子组成。偶极子的一端具有正电荷而另一端具有负电荷,并且这些“铁电”偶极子在暴露于超过特定阈值的电场时旋转。

实验室负责人Magnus Berggren教授无法让这个想法得到休息,当他于2012年12月获得Knut和Alice Wallenberg基金会的研究资助以自由使用时,这是他选择投资的高风险项目之一在。

“我们把这项研究称为研究,然后是研究结果。这是一个结果。我们的示范证明,真正领先的研究通常需要很长时间,需要相当大的耐心。西蒙娜法比亚诺在这里做了大量的工作,当其他人怀疑时拒绝放弃, “Magnus Berggren说。

经过多年的顽强实验,西蒙娜法比亚诺和他在有机电子实验室的同事们设法在有机电化学装置和电路中的一个电极上涂上一层薄薄的铁电材料。

“该层的厚度决定了电路开关或显示器颜色变化的电压。显示器中不再需要晶体管:我们可以通过电极上的薄铁电层逐个像素地控制它们,”西蒙娜法比亚诺。

LOE研究小组在文章中表明,“铁电化学”,铁电性和电化学的结合,可用于印刷电子和有机晶体管领域的显示器。然而,科学家们设想了许多其他应用领域。

“铁电化学元件可以很容易地集成到存储器矩阵和生物电子应用中,只是举几个例子,”Simone Fabiano说。

该技术现在受专利保护。

“铁电化学领域并不存在,但我们使用这种组合取得了成功,”Magnus Berggren总结道。

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