蔚山国家科学技术研究所 图1
处于交联状态的半导体聚合物示意图
荣誉:联合国科技大学金邦洙教授 一个附属于韩国蔚山国家科学技术研究所的研究小组已经成功地通过全溶液处理制造了高度集成的光子晶体光纤和逻辑门阵列
一种降低电子设备生产成本的技术已经开发出来，例如制造大型电视的大面积有机电致发光器件
取代昂贵的真空设备，这种技术使用一系列解决方案来生产电子设备
一个由自然科学学院的金邦洙教授、延世大学的郑浩秋教授、崇光大学的穆恩·姜成镐教授联合领导的研究小组，完全通过全溶液加工技术成功地制造了高度集成的聚合物薄膜晶体管和逻辑门阵列
这项技术的关键在于它使用了高效的交联剂，不会导致主体材料的电性能下降
溶液加工技术是指一种制造方法，通过这种方法，材料溶解在各种溶剂中，然后可以通过旋涂进行实验室规模的实验或喷墨打印
这种技术比真空设备便宜，但缺点是有材料损坏的可能性
通常，电子器件的制造过程需要堆叠各种电子元件层
并且这可能增加材料损坏的风险，特别是当通过一系列溶液处理步骤将层堆叠在彼此之上时
此外，去除溶剂所产生的热量可能会引起主体材料的变性，这是实现全溶液处理电子器件的主要障碍
图2
全溶液处理、全光图案化PTFTs和逻辑电路
(左)通过半导体沟道、栅极电介质和电极材料的图案化，在塑料衬底上制造的全光图案化光电倍增管和逻辑电路的示意图和照片图像
(右)本研究中使用的电子材料的化学结构
荣誉:联合国科技大学金邦洙教授 研究小组解决了这些问题，使用了四面体几何形状的三维交联剂，该交联剂包含四个光交联叠氮化物部分，称为4Bx
这种交联剂连接不同类型的电子材料(即
e
聚合物半导体、聚合物绝缘体和金属纳米粒子)，从而像桥一样将它们牢固地结合在一起
因为交联的电子元件层对化学溶剂有很强的耐受性，所以以高分辨率对这些层进行微图案化以及通过一系列溶液处理步骤将这些层堆叠在彼此的顶部是可能的
图3
全光图形化逻辑电路的电特性
荣誉:联合国科技大学金邦洙教授 金教授说:“交联剂是不导电的，因此大量交联剂的加入会导致薄膜的形态变化，并使材料的电学和光电性能恶化。”
然而，新的交联剂可以应用于各种可溶液加工材料的图案化过程，因此非常需要使用非常少量的交联剂
研究小组使用非常少量的4Bx，通过全溶液处理成功地制造了聚合物薄膜晶体管和逻辑电路的高度集成阵列
结果表明，与未使用交联剂的聚合物薄膜相比，基于光交联聚合物薄膜的聚合物薄膜具有相同的性能和更好的稳定性
金教授说:“总的来说，这项工作展示了一种基于单一制造协议的全溶液处理有机电子器件的有效途径。”
这项研究的发现已经发表在《自然通讯》的网络版上
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