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柔性透明的摩擦电子学晶体管及主动式电子器件调控
梅西 2016-12-16
导语

最近中科院北京纳米能源与系统研究所王中林院士团队等结合摩擦纳米发电机与有机薄膜晶体管,采用高透光柔性材料,可通过滑动接触起电作为门电压来调控源漏电流大小,在可见光范围内具有71.6%的透光度,并在多种弯曲度下具有良好的稳定性和耐久性。

图:柔性电子技术在可弯曲显示屏等领域前景广阔

近年来,柔性电子技术由于其柔韧和轻便等特点,在可穿戴电子、智能皮肤、可弯曲显示屏和人机界面等方面展示出很大的应用前景。柔性电子器件的基板具有可变形性,采用的聚合物材料也具有接触起电的特性,可为其与外界环境的交互建立主动式机制。 

摩擦电子学是利用摩擦产生的静电势作为门极信号来调控半导体中电传输与转化特性,以实现各种功能器件的研究与应用领域,由中国科学院北京纳米能源与系统研究所于2014年首次提出。目前,摩擦电子学的研究已覆盖机电耦合逻辑运算、接触式机电存储、触控型电致发光、增强型光电转换、智能触摸开关、主动式触觉成像系统等功能器件,受到了国内外学者的广泛关注,成为柔性电子学领域的研究热点。 

最近,由中国科学院北京纳米能源与系统研究所王中林院士、张弛研究员和清华大学化学系董桂芳副教授指导的合作团队,开展了柔性透明的摩擦电子学晶体管研究,相关成果发表于Nano Energy期刊。

该研究结合摩擦纳米发电机与有机薄膜晶体管,采用高透光柔性材料,可通过滑动接触起电作为门电压来调控源漏电流大小,在可见光范围内具有71.6%的透光度,并在多种弯曲度下具有良好的稳定性和耐久性。

该器件可集成于操作面板、电子皮肤、护腕、手机触屏等平滑或弯曲的界面上,通过手指的滑动,实现对冷光片、磁铁、蜂鸣器和压电片等常用电子器件的主动式调控,展示了摩擦电子学在未来柔性电子与人机交互技术中的发展潜力与实用性。 

文章链接:

Yaokun Pang, et al, "Flexible transparent tribotronic transistor for active modulation of conventional electronics," Nano Energy, Volume 31, January 2017, Pages 533–540.

董桂芳简介:

清华大学化学系有机光电子与分子工程教育部重点实验室副研究员,Email:donggf@mail.tsinghua.edu.cn

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研究方向:有机半导体薄膜光电特性、光电耦合器件及其界面;有机非晶半导体薄膜材料的有序化、有机薄膜场效应晶体管。

张弛研究员简介:

中国科学院北京纳米能源与系统研究所青年研究员,摩擦电子学研究组负责人,Email:czhang@binn.cas.cn

个人主页:点击此处进入

研究方向:主要从事纳米能源、耦合传感和微纳集成系统领域的研究,集中于摩擦纳米发电机、摩擦电子学与摩擦光电子学器件、自驱动MEMS/NEMS智能器件与集成系统等,并开展其在传感器网络、人机交互和新能源等领域的应用研究。近年来在摩擦纳米发电机新原理、新应用等方面开展了一系列原创性研究,并首次提出了由摩擦电和半导体耦合的摩擦电子学新研究领域,在摩擦电子学基础理论、材料多样性、功能器件以及阵列化集成等方面取得了具有重要国际影响力的研究成果。

(本文来源:北京纳米能源所;)

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作者 梅西

本科生

北京工业大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 金陵 本科生 北京大学 本科
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科


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