透明晶體管：邁向紙質(zhì)電子產(chǎn)品第一步

    泡泡網(wǎng)固態(tài)硬盤SSD頻道2月10日 據(jù)果殼網(wǎng)報道，日前，美國馬里蘭大學(xué)帕克分校的研究人員成功將透明晶體管印刷在了透明紙上，這樣最終得到的產(chǎn)品不僅可以彎曲，而且透明度高達84%。從理論上說，這將是通向環(huán)保紙質(zhì)電子產(chǎn)品的第一步。

    其實，“印刷”計算機電路并非十分困難——只需要找到合適的導(dǎo)體和半導(dǎo)體油墨（當然這一點可能有點難），然后在一個合適的基底上將晶體管印刷出來就好了。不過既然要用油墨印刷出非常纖薄的電路，對基底的光滑度要求自然也是非常的高。很顯然，當你與那些只有幾納米厚的油墨層打交道時，基底上的任何一塊污點都足以干擾電流進而破壞電路。

    在一般的紙張上面，造成影響的凸起和污點往往都是微米級的，而這樣的表面對電路印刷來說實在是太不規(guī)則了。于是馬里蘭大學(xué)的研究者們使用了一種新材料——納米紙(nanopaper)，制作這種紙所用的木漿同時受到了生物酶的軟處理和機械打擊的硬處理，因而也使得納米紙比普通的紙張更透明、更具機械強度，同時也有更規(guī)則的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。不過最重要的是，它的光滑程度達到了納米級，一位研究人員稱，這種紙就像塑料一樣光滑。

    有了這種納米紙作為基底，研究者們隨即使用三種油墨制作了一些晶體管：首先是一層碳納米管，然后是一層絕緣油墨，接著是一層半導(dǎo)體油墨，最后再鋪上一層碳納米管。重復(fù)出現(xiàn)的碳納米管不僅扮演了電極的角色，更是整個設(shè)備結(jié)構(gòu)的骨干。最后得到的產(chǎn)品透明度達84%，而且在彎曲狀態(tài)下也能正常工作。

    不難想象，在未來，人們就能夠利用可再生資源印刷出這些可彎曲的設(shè)備。同時，這些油墨印刷出來的電路所具有的高透明度也非常有用：一方面可以用來制造顯示器，另一方面在制作可穿戴式設(shè)備（比如眼鏡）時也能保證美觀。

印刷在透明納米紙上的透明晶體管

    但是在考慮這些具體應(yīng)用之前，研究者們首先要找到利用卷對卷可印刷電子技術(shù)(roll-to-roll printing，通俗的說，就是摒棄了傳統(tǒng)PCB加工中的蝕刻、抗蝕刻等技術(shù)，直接通過印刷形成導(dǎo)體電路或者無源、有源元件)生產(chǎn)這些透明晶體管的方法，或者其他可以進行商業(yè)化量產(chǎn)的方法。

    納米紙的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)，雖然這樣看上去它很粗糙，但其實它的表面光滑程度可以達到納米級！■