共价键连接碳纳米管/金网格可拉伸电极制备及其在随形贴合透明晶体管中的应用研究

基本信息
批准号:51703020
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:赵晓丽
学科分类:
依托单位:东北师范大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:崔楠,宋智祺,梁晶,杨密花,杨硕,于晓东
关键词:
碳纳米管可拉伸透明电极有机场效应晶体管随形贴合
结项摘要

Conformal transparent organic field-effect transistor can be adhered to the arbitrary-shaped objects like the skin due to its ability to be stretched, transparent, and ultra-thin, and is important in future applications for stealth/transparent electronic products. It has become the research frontier in the field of organic electronics. So far, the preparation of stretchable, transparent, ultra-thin and high-integrated electrode is one of the major challenges in this field. In view of this problem, we intend to fabricate covalently linked carbon nanotube/gold grid to achieve stretchable transparent electrode. Based on our previous work, we proposes a new electrode preparation method which is compatible with photolithographic techniques: we use covalent bonding to connect carbon nanotubes and gold to improve the tensile strength of gold electrode and enhance the conductivity of carbon nanotubes; the optical transmittance and conformability of the composite electrode are increased by patterning gold grid and decreasing the electrode thickness. Finally, conformal transparent organic thin-film field-effect transistors are achieved by combining composite electrode with the designed construction of embedded laminated electrode. This composite electrode preparation method will open up a new idea to build high-integrated stretchable transparent electrode, which will promote the development of electronic skin, artificial intelligence, wearable electronics and other fields.

随形贴合透明有机场效应晶体管由于具有可拉伸、透明、超薄的特点,可以像皮肤一样随形贴合在各种形状物体表面,在未来的隐形/透明电子产品应用中具有重要意义,成为有机电子学的研究前沿。目前制备兼具可拉伸、透明、超薄、高集成度电极是本领域的重大难题之一。针对这一难题,本项目拟开展共价键连接碳纳米管/金网格可拉伸电极制备的研究。申请人基于前期工作基础,提出一种可以与光刻技术相兼容的可拉伸透明电极的制备方法:采用共价键连接碳纳米管/金的方式,提高金电极拉伸能力的同时增强碳纳米管导电性;采用网格图案化并降低电极厚度的方式,提高复合电极光学透过率和随形贴合能力。最终,把复合电极与设计的内嵌迭片电极结构相结合制备随形贴合透明有机薄膜场效应晶体管。这种复合电极制备方法将开辟一种构筑高集成度可拉伸透明电极的新思路,推动电子皮肤、人工智能、可穿戴电子等领域的发展。

项目摘要

随形贴合有机场效应晶体管由于具有可拉伸、超薄的特点,可以像皮肤一样随形贴合在各种形状物体表面,在未来的电子皮肤、隐形电子眼镜、隐形可穿戴电子产品等领域具有重要意义,成为有机电子学的研究前沿。目前制备兼具可拉伸、透明、超薄、高集成度电极是本领域的重大难题之一。在项目经费支持下,圆满完成了预定研究目标,取得具体科研成果如下:采用SWCNTs与PEDOT:PSS电极复合的方式,解决了可拉伸电极精细图案化制备的挑战性问题,获得可拉伸、透明、高集成度的电极;采用迭层内嵌弹性电极的方式,解决了随形贴合透明有机场效应晶体管制备的挑战性问题,推动有机半导体在随形贴合电子学的发展,以及在电子皮肤、人工智能、可穿戴电子、健康检测等领域的应用。相关结果发表在ACS Appl. Mater. Interfaces、Nanoscale、J. Mater. Chem. C、ACS Appl. Electron. Mater.等多个国际期刊上。目前,共计发表标注资助的研究论文25篇,授权中国发明专利1项。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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