|
|||||||||
|
|
||||||||
30.01 - 08:10
Коллоидные частицы серебра восстановили гибкий тонкопленочный транзистор| Медицина
Инженеры разработали способ автономного восстановления контакта в тонкопленочном транзисторе при помощи коллоидного раствора серебряных частиц в силиконовом масле. Электрическое поле в месте разрыва выстраивает частицы в цепочку, по которой и восстанавливается электрическая цепь. Характеристики транзистора после разрыва восстановили до 99 процентов от изначальных. А чтобы хранить коллоидный раствор прямо на плате и не бояться короткого замыкания, авторы ограничили его область смачиваемости с помощью олеофобного слоя на поверхности гибкой платы. Статья опубликована в журнале Advanced Electronic Materials. Для гибких дисплеев и носимой электроники зачастую используют тонкопленочные транзисторы. В таких условиях электросхема испытывает множество нагрузок, способных вывести ее из строя. Для обеспечения целостности и гибкости схемы существует несколько подходов: гибкий проводник с малой жесткостью, сложная геометрия соединительной конструкции или же самовосстановление. Первый и второй подходы откладывают момент разрушения контакта, тогда как третий метод способен чинить уже разрушенное соединение, а потому в перспективе может оказаться более подходящим решением. Самовосстановления контакта можно достичь разными способами: например, использовать жидкий металл, который в случае разрыва цепи восстанавливает связь, высвободившись из микрофлюидных каналов, хрупких диэлектрических оболочек или эластомерного субстрата. Также использовать можно и проводящие полимеры, способные к перестройке и самовосстановлению. Все подходы сравнительно эффективны, однако и у них есть свои проблемы: для восстановления часто необходимы специальные условия (особая влажность или магнитное поле) или редкие металлы, как галлий или индий. К тому же их использование усложняет процесс производства контактных связей. Еще один подход к самовосстановлению — дисперсия проводящих частиц в диэлектрической среде. Электрическое поле, создающееся в месте разрыва цепи приводит к движению частиц и образованию с их помощью мостика между разорванными контактами. Это позволяет восстановить электрический контакт вне зависимости от причины разрыва, а также избегать короткое замыкание из-за малой концентрации проводящих частиц в дисперсии. Ли Дин (Li Ding) с коллегами из Кембриджского университета и Индийского научного института создал коллоидный раствор проводящих частиц для самовосстановления напечатанных тонкопленочных транзисторов. Для его приготовления ученые использовали серебряный порошок и силиконовое масло. При образовании разрыва возникающее поле выстраивает проводящие частицы в цепочку между разорванными контактами. Из-за малой теплопроводности дисперсной среды все Джоулево тепло, выделяющееся из-за протекания тока, идет на расплавление серебряных частиц и образование сплошной цепи.
Для описания восстанавливающей способности дисперсии ученые напечатали серебряные контакты на подложке из полиэтилен-нафталата с толщиной разрыва в 20 и 80 микрометров. Затем к границам контактов подключили измерительный источник питания с постоянным током. За процессом восстановления связи наблюдали с помощью микроскопа. Время восстановления уменьшалось вместе с ростом концентрации серебряных частиц: от 10-100 секунд для 10 миллиграмм на миллилитр до 0,01-1 секунды для 40 миллиграмм на миллилитр.
При напряженности электрического поля меньше 0,6 вольта на микрометр восстановления не наблюдалось, а при напряженности выше 1,3 вольта на микрометр перемычка не справлялась с большой силой тока и разрыв возникал снова. Поэтому авторы обозначили области напряженности электрического поля для устойчивого образования проводящих перемычек — между 0,6 и 1,3 вольта на микрометр. При этом типичные напряженности в тонкопленочных транзисторах — 1,05 вольта на микрометр. Для проверки восстанавливающих свойств дисперсии на реальных объектах авторы напечатали тонкопленочный транзистор и усилители напряжения. Транзистор состоял из серебряных источника, стока и затвора, слоя поливинил циннамата в качестве диэлектрика и 6,13-бис(три-изопропилсилилэтинил) пентацен в качестве полупроводника. Разрывы были устроены в двух местах: между источником и затвором и между затвором и стоком. Восстановление наблюдалось в обоих случаях, за 200 секунд восстановился контакт при напряженности в 0,7 вольт на микрометр. При этом и через пять минут после установления соединения характеристики транзистора практически полностью восстановились (99 процентов по сравнению с изначальными). После ста циклов изгибов пленки с восстановленным контактом его электрические характеристики так же остались неизменными. Для применения дисперсии в однокаскадном усилителе напряжения с общим эмиттером, основанном на тонкопленочных транзисторах, авторы проверили разрывы в трех местах и во всех случаях дисперсия наладила контакт и вернула в исходное состояние усиленное выходное напряжение.
Артем Моськин https://nplus1.ru/ Ключевые слова:
|
|||||||||
Читайте также:
Gesunde Ernährung für schöne Haut: kompetente BeratungFür viele Menschen ist Hautpflege ein wichtiger Aspekt eines gesunden Lebensstils. Здоров'я та пестициди: поширення й можливі наслідкиПестициди, хімічні речовини, які використовуються для захисту рослин від шкідників та хвороб, нещадно застосовуються у сільському господарстві по всьому світу Health and pesticides: prevalence and possible consequencesPesticides, chemicals used to protect plants from pests and diseases, are used mercilessly in agriculture around the world. Здоровье и пестициды: распространение и возможные последствияПестициды, химические вещества, которые используются для защиты растений от вредителей и болезней, беспощадно используются в сельском хозяйстве по всему миру. The effectiveness of the use of essential oils in the fight against acne on the faceA large part of the population faces the problem of acne on the face, which can significantly spoil the mood and affect self-esteem |
|||||||||
|