流體自組裝技術催生奈米碳管軟性電子元件
- 上線日期：2009/7/31 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
美國科學家藉由浸鍍法(dip coating)，將高密度的單壁奈米碳管(Single-walled carbon nanotube, SWNT)網狀薄膜直接組裝於軟性的二甲苯聚合物(Parylene C)基板上。奈米材料與高分子基板的結合，提供一個製作低成本、高性能和大面積功能性元件及感測器的技術平台。
軟性電子(flexible electronics)讓電路可以反覆彎曲及拉伸卻不會破壞元件性能。奈米碳管由於其獨特的電子和機械特性，因此被認為是軟性電子的絕佳候選材料。利用奈米碳管隨機沉積在基板上交織形成的網絡，元件製造商便能克服個別奈米材料的差異性。
雖然奈米碳管網狀薄膜的許多潛在優點吸引不少人的注目，但要將薄膜沉積於高分子基板上並且予以圖案化(patterning)，目前仍處於初期研究階段，而且通常需要用到複雜的轉印(transfer printing)步驟。這是碳管元件朝實際應用前進的主要技術瓶頸。
東北大學(Northeastern University)的研究人員先透過電漿處理(plasma treatment)改變高分子基板的表面能(surface energy)，接著以流體自組裝法形成高密度碳管網狀薄膜，製作出晶圓級(wafer-level)的大面積微陣列圖案於軟性基板上。
此方法能在軟性基板上形成高度組織化的碳管圖案，而不需要任何印製、轉移或是化學修飾的處理。自組形成的奈米碳管薄膜密度高，因此導電性極佳。研究者針對製作在軟性基板上的奈米碳管元件進行了機械與電性的靜態與動態形變測試，結果顯示高度的拉伸與壓縮形變皆不會造成元件的遲滯。
這種不牽涉化學的自組裝圖案化技術應用廣泛，且能將規模擴大，它能直接應用來製作以碳管-高分子為基礎的感測器、場效電晶體，以及次世代軟性電子的內連線(interconnect)。詳見Nanotechnology 20, p.295302 (2009)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/39776
譯者:蘇清源(清華大學工程與系統科學研究所)
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