美國賓州大學(University of Pennsylvania)的研究人員開發出四種具有特性可調的奈米晶體油墨,能讓研究人員調整其特性,用於列印出可用的電晶體圖案。

在一篇題為「利用膠態奈米晶體庫建構電子元件」(Exploiting the colloidal nanocrystal library to construct electronic devices)的研究論文中,共同作者——賓州大學工程與應用科學系教授Cherie Kagan與Ji-Hyuk Choi描述如何利用膠態奈米電晶體的多樣性來設計材料、介面與製程,建構出採用基於溶液製程的各種奈米晶體電子元件。

研究人員利用膠態奈米晶體油墨印出電晶體 可調整的膠態奈米晶體油墨配方,用於製造出可列印的電晶體(來源:University of Pennsylvania)

該油墨配方採用可調諧的膠態奈米晶體,包括金屬銀和半導電的硒化鎘奈米晶體,實現高導電性與高遷移率的薄膜電極與場效電晶體(FET)的通道層、形成高電介常數閘極絕緣層的氧化鋁,以及可在沈積電極上整合銦供應的金屬銦奈米晶體與銀奈米晶體混合物,一直到(以低溫摻雜擴散步驟)鈍化和摻雜硒化鎘奈米晶體通道層。

利用需要多個微影光罩的低溫多步驟自旋塗覆過程,以及奈米晶體的專用表面處理,研究人員們在軟性的塑料片上以21.7cm2v-1s-1的電遷移率生產場效電晶體。


電晶體製造過程經由微影光罩利用多步驟的自旋光阻劑塗層,以及具有光阻劑可移除步驟的膠態奈米晶體油墨
(來源:University of Pennsylvania)

研究人員相信,油墨的配方能與噴墨印表機共同使用,在廣泛的材料上列印出電晶體與電路,包括大型的軟性超薄基板或穿戴式應用。

未來,他們認為這種配方也可能成為3D列印製程的一部份,為大量複雜的3D物件加入多層電路。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Low temperature inkjet printable transistors can be stacked,by Julien Happich)