Это открытие открывает путь для промышленности, такой как ИКТ и фармацевтика, для дешевой печати множества электронных устройств, от солнечных батарей до светодиодов, с приложениями, от интерактивных интеллектуальных этикеток для продуктов питания и лекарств до защиты банкнот нового поколения и электронных паспортов.
Профессор Джонатан Коулман, исследователь в Школе физики AMBER и Trinity, сказал: «В будущем печатные устройства будут использоваться даже в самых обыденных объектах, таких как этикетки, плакаты и упаковка.
Печатная электронная схема (созданная на основе созданных нами устройств) позволит потребительским товарам собирать, обрабатывать, отображать и передавать информацию: например, пакеты из-под молока могут отправлять на ваш телефон сообщения, предупреждающие о том, что молоко скоро устареет.
Мы считаем, что 2D-наноматериалы могут составить конкуренцию материалам, которые в настоящее время используются для печатной электроники. По сравнению с другими материалами, используемыми в этой области, наши 2D-наноматериалы обладают способностью создавать более экономичные и высокопроизводительные печатные устройства. Однако, хотя последнее десятилетие продемонстрировало потенциал 2D-материалов для целого ряда электронных приложений, были предприняты только первые шаги, чтобы продемонстрировать их ценность в печатной электронике.
Эта публикация важна, потому что она показывает, что проводящие, полупроводниковые и изолирующие 2D-наноматериалы могут быть объединены в сложные устройства. Мы чувствовали, что крайне важно сосредоточиться на печати транзисторов, поскольку они являются электрическими переключателями, лежащими в основе современных вычислений. Мы считаем, что эта работа открывает путь для печати целого ряда устройств исключительно из 2D-нанолистов."
Под руководством профессора Коулмана в сотрудничестве с группами профессора Георга Дюсберга (AMBER) и профессора.
Laurens Siebbeles (TU Delft, Нидерланды), команда использовала стандартные методы печати, чтобы объединить графеновые нанолисты в качестве электродов с двумя другими наноматериалами, диселенидом вольфрама и нитридом бора в качестве канала и разделителя (две важные части транзистора), чтобы сформировать единое целое. печатный, полностью нанолистовой, рабочий транзистор.
Печатная электроника развивалась за последние тридцать лет, в основном на основе пригодных для печати молекул на основе углерода. Хотя эти молекулы можно легко превратить в чернила для печати, такие материалы несколько нестабильны и имеют хорошо известные ограничения производительности. Было много попыток преодолеть эти препятствия с использованием альтернативных материалов, таких как углеродные нанотрубки или неорганические наночастицы, но эти материалы также показали ограничения либо с точки зрения производительности, либо с точки зрения технологичности.
Хотя производительность печатных 2D-устройств еще не может сравниться с усовершенствованными транзисторами, команда считает, что есть широкие возможности для улучшения производительности, выходящие за рамки текущего состояния печатных транзисторов.
Возможность печати 2D наноматериалов основана на проф.
Масштабируемый метод Коулмана для производства двумерных наноматериалов, включая нанолисты графена, нитрида бора и диселенида вольфрама, в жидкостях, метод, который он передал по лицензии Samsung и Thomas Swan. Эти нанолисты представляют собой плоские наночастицы толщиной в несколько нанометров, но шириной в сотни нанометров. Что особенно важно, нанолисты, изготовленные из различных материалов, обладают электронными свойствами, которые могут быть проводящими, изолирующими или полупроводниковыми, и, таким образом, включают в себя все строительные блоки электроники. Жидкостная обработка особенно выгодна тем, что позволяет получать большое количество высококачественных 2D-материалов в форме, которая легко превращается в чернила.
Проф. Публикация Коулмана дает возможность печатать схемы по чрезвычайно низкой цене, что облегчит применение широкого спектра приложений, от анимированных плакатов до умных этикеток.
Профессор Коулман является партнером флагмана Graphene, инициативы ЕС на сумму 1 миллиард евро, направленной на развитие новых технологий и инноваций в течение следующих 10 лет.