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可導(dǎo)電的塑料將可催生更便宜、更薄也更具可撓性的電子組件，而這種技術(shù)已經(jīng)運用在部分電子產(chǎn)品上，例如Sony在今年夏天推出的隨身聽與Microsoft近日推出的Zune HD音樂播放機，都配備了OLED顯示器。 不過到目前為止，用有機材料所制造的電路只能允許一種類型(正或負(fù))電荷通過；而美國華盛頓大學(xué)(University of Washington)最近發(fā)表的研究成果，則是讓有機電子組件能同時傳遞正負(fù)電荷。 “有機半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展20年來的一個重大障礙，是很難讓電子通過。”華盛頓大學(xué)化工系教授Samson Jenekhe表示：“現(xiàn)在已有聚合物半導(dǎo)體能同時傳遞正負(fù)電荷，并因此拓展了可用的解決方案；這將會改變我們制造各種東西的方式。” 與 Jenekhe一同發(fā)表上述成果的，還包括研究所學(xué)生Felix Kim、Xugang Guo，以及肯塔基大學(xué)(Mark Watson)副教授Mark Watson；該研究是由美國國家科學(xué)基金會(NSF)、美國能源部以及福特基金會(Ford Foundation)所贊助。 Jenekhe表示，美國硅谷(Silicon Valley)之所以名之為“硅”，是因為這種材料目前是電子產(chǎn)業(yè)的基石；但是硅價格昂貴，需要搭配高成本的制造技術(shù)，其剛性晶體(rigid crystal)結(jié)構(gòu)也讓t產(chǎn)出組件無法撓曲彎折。 約在30年前，科學(xué)家就已發(fā)現(xiàn)有某些塑料或是聚合物能導(dǎo)電；而從那時候起，研究人員就致力使那些材料更具效益。現(xiàn)在，有機電子或是以碳為基礎(chǔ)的電子組件已經(jīng)可以用在筆記型計算機、車用音響以及MP3播放機等產(chǎn)品上。 但現(xiàn)今的有機半導(dǎo)體最主要的缺點，就是主要只能傳遞負(fù)電荷──又稱電洞(hole)，因為負(fù)電荷的移動范圍實際上是缺少電子的地方；在最近十年，有少數(shù)新開發(fā)的有機電子材料則是只能傳遞正電荷(電子)。 因此可用的有機電路制造方法，其實是緊密地將兩層復(fù)雜的電路圖案疊在一起；其中一層傳遞電子，另一層傳遞電洞。“因為目前的有機半導(dǎo)體有這樣的限制，要運用就得想辦法進行補償，也導(dǎo)致各種復(fù)雜的制程與困難。”Jenekhe表示。 Jenekhe 的實驗室在可傳遞電子的有機半導(dǎo)體技術(shù)上已有超過十年的經(jīng)驗；近年其研究團隊開發(fā)了一種具備施體(donor)與受體(acceptor)的聚合物，并仔細(xì)地調(diào)整了這兩個部份的強度。他們并與Watson的實驗室合作開發(fā)出了一種能同時傳遞正負(fù)電荷的有機分子。 “我們的研究成果是不再需要使用兩種不同的有機半導(dǎo)體；”Jenekhe表示：“只要用一種材料就能制造電路。”這種新材料能簡化有機晶體管以及其它數(shù)據(jù)處理裝置的制造，采用類似現(xiàn)在非有機電子的制造方法。 據(jù)了解，該研究團隊已經(jīng)使用新材料，透過與硅晶體管相同的設(shè)計模式制造出有機晶體管，且產(chǎn)出成果能同時讓正負(fù)電荷快速通過。Jenekhe并表示，他們的成果是目前單元素有機聚合物半導(dǎo)體中表現(xiàn)最好的，電子移動速度比其它聚合物晶體管快了5~8倍。 此外他們所制造的、一組包含2個以上整合組件的電路，所產(chǎn)生的電壓增益(voltage gain)也比現(xiàn)有聚合物電路的表現(xiàn)高了2~5倍。“我們期望這個解決方案能被人們采用，并且也將相關(guān)技術(shù)分享大眾。”Jenekhe表示。 |
