Transistori 2D-materiaalien musteista

Tutkijat irlantilaisessa materiaalitieteiden tutkimuskeskuksessa AMBER:ssa ovat valmistaneet ensimmäistä kertaa painettuja transistoreita, jotka koostuvat kokonaan kaksiulotteisista nanomateriaaleista.

Tämä läpimurto voisi avata mahdollisuuksia ICT- ja lääkealalle, tulostaa halvalla monia elektronisia laitteita aurinkokennoista ledeihin sellaisiin sovelluksiin kuin vuorovaikutteiset älykkäät ruoka- ja lääketarrat, seuraavan sukupolven seteliturvallisuus ja sähköiset passit.

Saavutus osoittaa, että johtavia, puolijohtavia ja eristäviä 2D-nanomateriaaleja voidaan yhdistää toisiinsa monimutkaisiksi laitteiksi. Todisteeksi tutkijat tulostivat musteistaan transistorin.

Jonathan Colemanin johtama ryhmä, yhdessä Georg Duesberg (AMBER) ja Laurens Siebbeles (TU Delft) kanssa, käytti standardeja painomenetelmiä yhdistämään grafeenin nanohiutaleita elektrodeiksi kahden muun nanomateriaalin kanssa. Volframidiselenidistä tehtiin kanava ja boorinitridistä erotin ja näin muodostettiin kokonaan printattu, pelkästään nanohiutaleista koostuva toimiva transistori.

Painettava elektroniikka ovat kehittyneet viimeisten kolmenkymmenen vuoden perustuvat pääasiassa tulostettaviin hiilipohjaisiin molekyyleihin. Vaikka nämä molekyylit voidaan helposti muuntaa painettaviksi musteiksi, tällaiset materiaalit ovat hieman epästabiileja ja niillä on tiettyjä suorituskykyyn tai valmistettavuuden liittyviä rajoituksia.

Mahdollisuus tulostaa 2D-nanomateriaaleja perustuu professori Colemanin skaalautuvaan tapaan tuottaa kaksiulotteisia nanomateriaaleja, kuten grafeenin, boorinitridin ja volframidiselenidin nanohileitä nesteissä. Menetelmä on jo lisensoitu Samsung ja Thomas Swan -yhtiöille.