211service.com
Hurtigere printbare kredsløb
Organiske kredsløb er billige, fleksible og printbare. Men i modsætning til uorganiske kredsløb, som kun kræver silicium, er højtydende organiske kredsløb normalt lavet af to forskellige materialer, der skal omhyggeligt mønstres. Nu har forskere lavet en polymer, der udfører begge materialers funktion. Ved at eliminere behovet for to materialer har de gjort disse kredsløb nemmere at fremstille. Forskerne har brugt den nye polymer til at lave nogle af de hurtigste organiske kredsløb, der endnu er rapporteret, og processen kan også være nyttig for solceller.
Hurtig kredsløb: Et kredsløb lavet af en ny halvledende polymer gennemgår test i laboratoriet.
For at udføre de logiske operationer, der kører computere, mobiltelefoner og anden elektronik uden at forbruge for meget strøm, skal transistorer have vekslende områder, der leder negative og positive ladninger. Men indtil for nylig havde kemikere kun lavet polymerer, der førte enten positive eller negative ladninger. For at lave kredsløb ud fra dem skal disse polymerer omhyggeligt justeres med hinanden. Når du har to materialer, der kræver komplekse mønsterprocesser, mister eller reducerer du omkostningsfordelen og enkelheden ved organisk elektronik, siger Samson Jenekhe , professor i kemi ved University of Washington i Seattle.
Det ultimative [mål] er at have ét materiale, der kan transportere elektroner og huller eller positive ladninger, siger Jenekhe. Han og andre har arbejdet på at lave sådan et materiale, kaldet en ambipolær polymer, i et par år. Tidligere var det i høj grad trial and error, siger Jenekhe. Nu han og Mark Watson , lektor i kemi ved University of Kentucky i Lexington, har bestemt, hvilken slags strukturer der fungerer godt i sådanne polymerer. Det nye materiale og dets udførelse er beskrevet i journalen Avancerede materialer .
Den nye polymer består af to alternerende enheder, en der leder elektroner og en anden der leder huller. Det er ikke den første polymer, der kan gøre dette. Men elektroner og huller bevæger sig meget hurtigere gennem det nye materiale end gennem dem, der er blevet lavet tidligere. Dette er vigtigt, fordi hastigheden, hvormed ladninger bevæger sig gennem en halvleder, bestemmer kredsløbshastigheden.
Jenekhes gruppe brugte polymererne til at lave individuelle transistorer og kredsløb. De puttede polymeren i en opløsning, tabte den på et substrat mønstret med elektriske kontakter og spundede det derefter ud til en tynd film ved hjælp af en proces kaldet spincoating. Jenekhe siger, at fordi polymeren er vandopløselig, kan blækstråler også bruges til at udskrive kredsløb. Ydeevnen af de ambipolære polymerkredsløb var sammenlignelig med eller bedre end dem fremstillet af to polymerer.
En af de enheder, Jenekhes gruppe lavede, kaldes en inverter. Invertere er de grundlæggende byggesten i integrerede kredsløb, siger Zhenan Bao , lektor i kemiteknik ved Stanford University, som ikke var involveret i forskningen. Andre grupper har demonstreret invertere med ambipolære polymerer, men Jenekhes polymer kan fungere meget hurtigere end de andre, siger Bao.
De nye polymerer kan også fungere godt i solceller, siger Jenekhe. For effektivt at omdanne lys til elektricitet kræver organiske celler i øjeblikket to omhyggeligt sammenlagte polymerer. Hvis strukturen af de to polymerer i disse enheder ikke er helt rigtig, vil elektroner ikke flyde. Den nye polymer kunne eliminere det problem.
De næste trin, siger Jenekhe, er at lave nye versioner af polymeren, der er mere ledende end den nuværende iteration, og at teste dem i mere komplekse kredsløb.