為了降低顯示器、電視機、智慧型手機螢幕等裝置的成本,視訊顯示器製造商正致力於設計可製造薄膜電晶體(TFT)的實用方法;然而,愛爾蘭的研究人員最近開發了一種能在薄膜材料上製造2D電晶體的新式印刷製程,可用於製造出成本極低的顯示器,使其得以用於可拋棄的一次性應用。

可能應用包括顯示保存期限倒數計時的易腐食品包裝(例如優格的容器),或是當內容物是飲品時提醒最佳飲用溫度的白葡萄酒標籤。或者,應用在你的7-Eleven早餐捲餅包裝,就能在公車即將到達前通知你。

20170426_AMBER_NT01P1 AMBER研究人員在智慧印刷電子產品方面取得了重大突破 (來源:AMBER)

新的薄膜電晶體是在愛爾蘭先進材料與生物工程研究所(Advanced Materials and BioEngineering Research;AMBER)進行開發。AMBER是一個專注於材料科學的組織,由愛爾蘭科學基金會(Science Foundation Ireland)提供贊助。

AMBER的研究人員認為,他們是最先採用「標準」製程實際印刷2D電晶體的研究團隊,其重點在於證實電晶體也能以這種方式製造出來,這也就是他們搶佔先機的原因。但是,研究人員表示,利用相同的製程還能打造太陽能電池、LED以及其他元件。

研究人員在發表於近期《科學雜誌》(Science)的論文中描述,這種電晶體具有垂直堆疊架構,包括石墨烯源極、漏極和閘電極、過渡金屬二硫屬元素通道和氮化硼隔離器。

AMBER表示,這種特殊的硫族化物採用其二硒化鎢(WSe2)。研究人員選擇這種材料的原因在於它具有較高的電荷載子遷移率。

研究人員表示,這種電晶體依賴於離子液體的電解閘控,可實現較有機TFT更高的操作電流。電解閘控最近才被提出來用於氧化物薄膜。

相較於低驅動電壓下的大多數其他TFT,AMBER為其可印刷的TFT元件選擇的材料較具有更高的電流。

基於TFT的顯示器還有其他許多潛在應用,最後可能達到像AMBER所承諾的低成本。例如印刷互動式智慧食物與藥物標籤,或將其應用下一代紙幣防偽印刷以及電子護照等。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Researchers Print Transistors on 2D Thin-Film Materials,by Brian Santo)