面向柔性和透明电子的全碳薄膜晶体管

aem-sundongming电子皮肤、柔性电池、电子标签、生物传感、柔性显示等领域发展迅猛,对其构成材料也提出了新的要求,这些器件的基板材料、晶体管沟道、电极及介电材料都需要具有柔性、透明、可拉伸、可弯曲等特点。碳纳米管和石墨烯作为低维纳米碳材料的典型代表,具有优异的电学、力学、光学和热学性质,已成为柔性电子器件的理想构筑材料。基于其优异的光电性能,碳纳米管和石墨烯薄膜既可以作为晶体管电路的电极和互连线,又可以成为薄膜晶体管理想的有源沟道材料。如能充分发挥纳米碳材料的优异性能,实现全碳器件的设计和构筑,将极大推动柔性和透明电子系统的迅速发展。

近日,中国科学院金属研究所的孙东明、刘畅、任文才、成会明应邀在Advanced Electronic Materials上共同发表了“All-Carbon Thin-Film Transistors as a Step Towards Flexible and Transparent Electronics”的综述论文,他们聚焦于面向柔性和透明电子的全碳薄膜晶体管的最新研究进展,从电子器件研究视角出发,归纳并对比考察了基于碳纳米管和石墨烯的透明导电薄膜的制备方法及其光电性能,分析和讨论了碳纳米管和石墨烯作为沟道材料的关键科学技术问题和研究策略,然后系统介绍了近年来以碳纳米管或石墨烯为透明电极的全碳薄膜晶体管器件的重要研究进展,展现了全碳薄膜晶体管在未来柔性、透明及可拉伸电子/光电子器件领域的应用前景,最后阐述了该领域面临的重要机遇和挑战,指出了具有应用潜力的研究开发路线以及未来该领域的研究前沿和重点。

相关工作在线发表在Advanced Electronic Materials(DOI: 10.1002/aelm.201600229)上。

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