Ученые научились печатать транзисторы на нанобумаге

Ученые из университета штата Мериленд создали нанобумагу толщиной всего 10 нм. Этот материал может послужить хорошей основой для дешевой полупроводниковой электроники.

Биополимеры, в частности, вещества на основе целлюлозы, как основа электронных устройств нижней ценовой группы давно интересуют ученых. В 2008 году португальские ученые продемонстрировали миру первые экземпляры полевых транзисторов на основе бумаги. В новом методе обычный лист бумаги работает как диэлектрический слой в оксидном полевом транзисторе. Исследователи построили устройства с обеих сторон листа бумаги. При этом бумага одновременно играет роль электрического изолятора и подложки. Исследовательская группа университета Иллинойса (США) научилась превращать волокна целлюлозы в гальванические элементы.

Элементы питания также могут быть просто несколькими бумажными слоями, из которых состоит бумажное электронное устройство. А в университете Стокгольма (Швеция) достигнуты успехи в превращении бумажных волокон в пиксельные дисплеи, меняющие свой цвет и отражающую способность под воздействием тока.

Сложностью применения бумаги являются неровности ее поверхности – для нормальной работы транзисторов разница между бугорками и впадинами не должна превышать нескольких сотен нанометров.

Ученым из Мериленда удалось решить эту проблему, обработав целлюлозную массу окисляющими ферментами и очень плотно спрессовав ее механически. В результате получились бумажные пленки толщиной всего 10 нм, которые при этом почти прозрачны. Также такая нанобумага достаточно гибкая, что позволяет напечатать на ней многослойные электронные схемы. В данном случае первым стал базовый слой углеродных нанотрубок. Затем был нанесен слой диэлектрика, а на него – слой полупроводника. Последним стал второй слой нанотрубок. При тестировании транзистор показал прекрасную работу, причем сохранял 10% активности при небольшом изгибании.

Главным преимуществом бумаги является ее дешевизна. Кроме того, подобная методика изготовления электроники может быть очень скоростной, ведь современные промышленные принтеры печатают со скоростью до 30 м/с. На данном этапе говорить о коммерческом внедрении технологи и пока рано, говорят ученые. Однако не за горами времена, когда, к примеру, наши визитки будут одновременно и телефонами, а стоить столько же, сколько сейчас стоят простые картонные карточки.

Источник