您可能會在智能手機或計算機屏幕上閱讀這些文字。在過去的十年中，這些類型的屏幕一直基于由所謂的薄膜晶體管組成的顯示技術。這些是無機晶體管，僅需很少的功率，并且由于已被廣泛采用而證明了自己的能力，但它們有一些限制，研究人員正忙于克服這些限制。
“我們探索了改進薄膜晶體管的新方法，例如新設計或新制造方法，”應用物理系的博士生Gyo Kitahara說。 “例如，有機薄膜晶體管在LCD屏幕設備中有光明的前景。與目前使用的無機類型相比，我們希望有機類型可用于低成本，大面積，輕便和可穿戴的電子產品，尤其是通過使用基于印刷的生產技術。”
有機薄膜晶體管本身的想法并不是什么新鮮事物，但是直到現(xiàn)在，印刷這種器件的能力（這將引發(fā)設計革命）還沒有引起行業(yè)和學者的關注。北原應用物理系的長谷川龍男教授和他們的研究小組提出了一種在具有高溶液排斥性或疏液性的特殊表面上印刷有機半導體薄膜的方法，這些薄膜是這些晶體管的基礎。這通常意味著該表面會排斥印刷晶體管結構所需的材料，這對于為什么這樣的表面完全有用似乎是違反直覺的。但是疏液性表面負責產生經過微調以實現(xiàn)高性能的晶體管結構。那么研究人員如何克服了他們的驅避性呢？
北原說：“我們利用了您每次用肥皂洗手時都會看到的流體特性。” “肥皂泡可以通過降低液體的表面張力來保持形狀。我們認為，即使有排斥力，肥皂膜機制也應能有效地在疏液表面上形成薄的液體層?？梢孕纬晒腆w半導體膜，通過在印刷過程中形成薄的液體層而生長。”
克服了如何打印有機晶體管的這一難題，其他研究人員可以基于該小組的發(fā)現(xiàn)，找到擴大該方法的方法。隨著大型，靈活或可穿戴設備的普及，長谷川的團隊夢想著以前所未有的方式看到現(xiàn)實世界與虛擬世界之間的融合。
北原說：“經過反復試驗后，我們最終發(fā)現(xiàn)使用特殊的U形金屬膜圖案似乎對均勻的膜生長有效，這要歸功于它在疏液表面上形成了一層薄薄的液體層。” 。 “我們在某種程度上預先預期了結果，但是克服了許多困難之后，這些發(fā)現(xiàn)的成功終于得到證明和獲得，這給我?guī)砹藰O大的快樂和幸福。
Gyo Kitahara, Satoru Inoue, Toshiki Higashino, Mitsuhiro Ikawa, Taichi Hayashi, Satoshi Matsuoka, Shunto Arai, Tatsuo Hasegawa, "Meniscus-controlled printing of single-crystal interfaces showing extremely sharp-switching transistor operation," Science Advances: October 8, 2020, doi:10.1126/sciadv.abc8847.
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Gyo Kitahara, Satoru Inoue, Toshiki Higashino, Mitsuhiro Ikawa, Taichi Hayashi, Satoshi Matsuoka, Shunto Arai, Tatsuo Hasegawa, "Meniscus-controlled printing of single-crystal interfaces showing extremely sharp-switching transistor operation," Science Advances: October 8, 2020, doi:10.1126/sciadv.abc8847.
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