Новые графеновые чернила используются в электронике

Новые чернила на основе графена были использованы для печати высокопроизводительных, прозрачных, тонкопленочных транзисторов и межсоединений. Чернила были изобретены исследователями Кембриджского Университета, которые говорят, что работа может привести к улучшению печатной электроники, в том числе гибких дисплеев, солнечных батарей и электронной бумаги.

Гибкая электроника похоже уже приходит на смену технологиям, которые мы используем в нашей повседневной жизни. Струйная печать является одним из лучших способов сделать большое количество пластиковой электроники и различных компонентов, таких как транзисторы, фотоэлектрические устройства, органические светодиоды и дисплеи, которые могут быть изготовлены с помощью этой методики. Струйная печать также проста и имеет только несколько этапов обработки. Она используется для печати тонкопленочных транзисторов чернилами, на основе органических и полупроводниковых соединений. Однако эти устройства не обеспечивают такую ​​же производительность и надежность стандартной кремниевой электроники.

Теперь, Андреа Феррари и его коллеги сделали важный шаг на пути создания улучшенных устройств. Они разработали чернила на основе графена - слоя углерода толщиной в один атом, с уникальными электронными и механическими свойствами. Чернила производятся путем отделения стружек графена из кусков графита в жидкости. Процесс начинается с обработки графитовых чешуек в звуковой ванне, содержащей растворитель N-метилпирролидон в течение нескольких часов. Хлопья затем оставляют на несколько минут, давая раствору отстояться. Далее, команда фильтрует дисперсию и центрифугирует образцы в течение часа, чтобы отфильтровать хлопья больше 1 мкм, которые могут засорить сопла принтера.

Чернила могут быть использованы для печати электронных устройств, таких как тонкопленочные транзисторы (ТПТ) на различных подложках, в том числе диоксида кремния и кварца. Первые напечатанные с помощью этих чернил ТПТ уже, похоже, работают лучше, чем устройства созданные современной струйной печатью. Предварительные устройства, например, имеют подвижность электронов до 95 см²·В^-1·с^-1. Для сравнения: струйные печатные ТПТ на основе органических полупроводниковых полимеров имеют подвижность всего от 0,01 до 0,5 см²·В^-1·с^-1, но лучше соотношение вкл/выкл, до 10⁵.

"Наша техника не нова, и произведенные графеновые чернила должны быть совместимы с существующими стандартными машинами струйной печати", говорит Феррари. "Это, мы надеемся, позволит использовать чернила в существующей печатной электронике".