nieuws

Onderzoekers printen tweedimensionale transistors

R&D

Onderzoekers verbonden aan Amber en Trinity College in Dublin hebben, in samenwerking met de TU Delft, voor het eerst geprinte transistors geproduceerd die uitsluitend bestaan uit tweedimensionale nanomaterialen. Deze 2D-materialen hebben veelbelovende elektronische eigenschappen en kunnen goedkoop worden geproduceerd worden.

Onderzoekers printen tweedimensionale transistors
(bron: TU Delft)

Mogelijke toepassingen van dit onderzoek zijn voedselverpakkingen met een digitale aftelklok die waarschuwt voor bederf, wijnetiketten die een signaal geven wanneer de witte wijn op optimale temperatuur is, de volgende generatie beveiliging van bankbiljetten en zelfs flexibele zonnecellen. De bevindingen zijn gepubliceerd in het aprilnummer van het wetenschappelijke tijdschrift Science.

Geprinte elektronica

Geprinte elektronica werden tot nu toe voornamelijk gemaakt van printbare moleculen op basis van koolstof. Van dergelijke moleculen kan goedkoop en gemakkelijk printbare inkt worden gemaakt, maar de resulterende materialen zijn enigszins onstabiel.
De onderzoekers van Trinity College, hebben standaardprinttechnieken gebruikt om nanosheets van grafeen als elektroden te combineren met twee andere nanomaterialen – wolfraam-diselenide en boornitride – als kanaal en separator (twee belangrijke onderdelen van een transistor), met als resultaat een geheel geprinte, uit nanosheets bestaande functionele transistor.
In samenwerking met dr. Sachin Kinge van Toyota heeft dr. Jannika Lauth, onderzoeker aan de TU Delft de elektrische transporteigenschappen van de transistors getest. Daaruit bleek dat ze het beste van twee werelden bieden. “Met behulp van terahertz-spectroscopie konden we het geleidingsvermogen van de halfgeleidermaterialen meten”, vertelt Lauth. “Terahertz-straling is een speciale vorm van licht waarvan de energie tussen die van microgolven en infraroodcamera’s ligt. Het stelde ons in staat om de samples te testen zonder ze aan te raken.”

Naar één enkele nanosheet

Het materiaal waarvan de geprinte elektronica van het team zijn gemaakt bestaat uit een groot aantal nanosheets van uiteenlopend formaat (ook wel ‘flakes’ genoemd). Tijdens het printproces komen deze willekeurig op elkaar te liggen. Lauth ontdekte dat, hoewel de geleiding tussen de flakes niet optimaal is, de geleiding binnen de nanosheets goed is. Een volgende stap is om 2D-structuren te printen die uit één enkele nanosheet bestaan, waardoor de prestaties van de geprinte elektronica drastisch zullen verbeteren. Dit kan worden bereikt door de nanosheets vanaf nul op te bouwen met behulp van zogenoemde uitgangsstoffen. Deze methode, waarmee ook inkten kunnen worden gemaakt, wordt door Lauth onderzocht aan de TU Delft.
Bron: TU Delft

 

Reageer op dit artikel