
就像刹车阻止汽车一样,存在一种分子制动器,可以防止半导体链条滑动,从而实现更具突破性的设备的创建。
最近,由POSTECH化学工程系的Cho Kilwon教授和Ph.D.候选人金胜贤和钟盛及SKKU纳米工程系的康宝硕教授领导的联合研究团队开发了一种具有可拉伸性和电性功能的高性能有机聚合物半导体技术。该研究发表在《先进功能材料》期刊上。
为了让半导体在各种灵活的设备中得到应用,例如灵活的显示器和与皮肤粘贴的医疗设备,必须使用可拉伸的材料,而不是刚性材料。
然而,在拉伸半导体过程中施加的力可以高达普通弯曲时的十倍,导致半导体层的破裂和电性能的下降。研究人员一直在努力探索方法,即使在变形下也能保持半导体性能,但是对这个挑战的明确解决方案仍然不明确。
研究小组成功地创建了一种具有两端偶氮基反应性基团的柔性分子光交联剂。当受紫外线照射时,这种光交联剂与聚合物半导体形成网络结构,作为一种制动器,在拉伸条件下防止滑动。
与传统半导体材料不同,聚合物链在拉伸时会缠绕,无法逆转地滑动和断裂,而“制动器”的存在使聚合物链保持了其可伸展性和性能,而无需滑动。
采用这种方法,研究团队成功地保留了高达96%的聚合物半导体的电学性能,即使被拉伸到80%。此外,与传统半导体相比,半导体表现出显著增强的可拉伸性和耐久性,清楚地证明了所开发技术的有效性。
卓启源教授解释说:“通过将氮化物光交联剂纳入薄膜中,我们成功地保留了聚合物半导体的优秀电学性能,即使在很大的机械变形下也能保持。这种简单的方法显著改善了有机半导体聚合物的可拉伸性和紫外光图案制备性,对于需要大面积生产和光刻技术来开发下一代柔性电子产品的产业非常有价值。”