Credit:威克森林大学想象一个可折叠的智能手机或可滚动的平板设备,它强大、可靠,或许最重要的是价格实惠。由威克森林大学科学家指导并于今天发表在《自然通讯》杂志上的新研究已经导致了一种方法,既可以精确定位,又可以消除用于创建这种应用的材料和设备中的不稳定性来源。
“在这项工作中,我们引入了一种策略,这种策略提供了一种可靠的工具,可以高精度地识别环境和操作设备退化路径,并随后消除不稳定的主要来源,以实现稳定的设备,”该研究的主要作者Hamna Iqbal说,他是一名研究生,与物理教授Oana Jurchescu密切合作。
设备稳定性仍然是柔性有机电子领域最大的挑战之一,保持潜在的改变生活的发明——监控受伤手臂愈合的智能绷带、柔性透明太阳能电池或方便地卷成笔的智能平板电脑——既昂贵又经常停留在原型阶段。
研究柔性电子基础科学的Jurchescu表示,这些发现可能会扩大许多现实世界应用的范围和有效性,从而为物联网做出贡献。
“你可以把这些设备放在几乎任何东西上,放在可卷曲显示器的塑料上,放在保形生物医学应用中,放在可穿戴电子产品的织物上,”她说。“因为我们现在可以以更低的成本制造它们,我们可以考虑以前没有考虑过的电子设备和功能,这将提高我们的生活质量,并解决可持续性和环境等重大挑战。”
例如,Jurchescu的实验室一直在与威克森林医学院合作,设计一种类似于人体组织的设备,可以在癌症治疗过程中检测辐射水平。
《自然通讯》(Nature Communications)解释这项新研究的文章“抑制在空气中工作的高性能溶液处理有机晶体管中的偏置应力退化”测试了有机场效应晶体管,这是显示器和集成电路的基本单元。Iqbal使用各种成分和配置的晶体管来复制电压驱动显示技术,就像在智能手机和平板电脑中发现的技术一样。典型地,当在连续操作期间施加电压时,这种技术随着时间退化。
但是当使用这种途径时,威克森林的科学家们设计了保持晶体管稳定的方法,器件始终保持稳定,阈值电压漂移保持在0.1伏以下。
Jurchescu说,这一发现可以帮助许多灵活的电子应用从原型走向现实。
她说:“我们解决了一个重要问题,这个问题除了增强了技术吸引力,还帮助我们了解了有机器件的物理特性。“我们的科学允许别人开发更可靠的产品,更好的产品。”
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