中科院苏州纳米所《Nanoscale》：大面积卷对卷印刷半导体碳纳米管薄膜，用于柔性碳基电子产品

DT半导体材料 2023-03-10 19:00

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近日，中科院苏州纳米所赵建文研究员团队开发了一种通用的卷对卷（R2R）印刷方法，以8 m min^-1的印刷速度在柔性基材上构建大面积（8 cm × 14 cm）半导体单壁碳纳米管（sc-SWCNT）薄膜，使用高浓度sc-SWCCNT油墨和交联的聚-4-乙烯基苯酚（c-PVP）作为粘合层。相关成果以“Large area roll-to-roll printed semiconducting carbon nanotube thin films for flexible carbon-based electronics”为题，发表在《Nanoscale》期刊上。

这项工作克服了传统材料和印刷方法的性能、成本、尺寸和效率限制，这可以促进完全印刷低成本、大面积、高输出的发展，以及柔性碳基电子器件。为了满足R2R凹版印刷的需求，该研究团队将重点开发使用高粘度、高极性和低毒性溶剂的可直接图案化sc SWCNT油墨，并优化R2R凹版印工艺。

研究内容

由于R2R印刷sc-SWCNT薄膜的底栅和顶栅柔性印刷p型TFT具有良好的电气性能，其载流子迁移率为11.9 cm² V^-1 s^-1，离子/Ioff比为10⁶，磁滞小，另外在低栅极工作电压（±1 V）下阈下摆幅（SS）为70-80 mV dec⁻¹以及优异的机械灵活性。此外，柔性印刷互补金属氧化物半导体（CMOS）逆变器在低至V_DD=−0.2 V的工作电压下显示了轨对轨电压输出特性，V_DD=–0.8 V时电压增益为10.8，VDD为−0.2 V时功耗低至0.056 nW。因此，本研究报告的通用R2R印刷方法可以促进全印刷低成本、大面积、高产量和柔性碳基电子产品的发展。