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美國(guó)杜克大學(xué)科學(xué)家在亞微米尺度上，通過(guò)打印技術(shù)制造出功能完備的晶體管。這些碳基晶體管不僅性能媲美行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，更具備完全可回收的特性。該突破有望對(duì)市值超過(guò)1500億美元的電子顯示器行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，同時(shí)也為環(huán)境保護(hù)帶來(lái)積極貢獻(xiàn)。相關(guān)研究成果發(fā)表于新一期《自然·電子學(xué)》雜志。
幾年前，該團(tuán)隊(duì)曾開(kāi)發(fā)出全球首款可完全回收的打印電子產(chǎn)品。然而，受限于當(dāng)時(shí)的氣溶膠噴射打印技術(shù)，圖案尺寸無(wú)法小于10微米，大大限制了其在消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。
新研究中，團(tuán)隊(duì)跨越了這一尺寸障礙。他們開(kāi)發(fā)出一套“高精度毛細(xì)管打印”系統(tǒng)，可以利用表面張力，從微米級(jí)移液管中精準(zhǔn)抽取微量打印油墨。
研究團(tuán)隊(duì)展示了這種新型油墨與打印系統(tǒng)結(jié)合，打印出數(shù)十微米長(zhǎng)的圖案，并形成整齊一致的亞微米級(jí)間隙，隨后無(wú)需化學(xué)改性或物理處理，即可制造出碳基薄膜晶體管（TFT）。
這種制造方法可利用碳納米管、石墨烯和納米纖維素等不同油墨，在硅、玻璃甚至紙張等不同類(lèi)型基材上制造各種薄膜晶體管器件架構(gòu)。盡管該技術(shù)尚無(wú)法取代硅基高性能計(jì)算機(jī)芯片，但它有望在芯片中集成更多傳感器以提高精度。由于這類(lèi)晶體管是所有平板顯示器背板控制的核心元件，在電子顯示器領(lǐng)域，這項(xiàng)技術(shù)可能帶來(lái)顛覆性變革。
全球每塊電子顯示器都包含一個(gè)龐大的微型薄膜晶體管陣列，用以控制每個(gè)像素。有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）顯示器需要至少兩個(gè)晶體管控制每個(gè)像素，新型亞微米打印TFT的性能已接近驅(qū)動(dòng)OLED顯示器的要求。
除完全可回收之外，這種打印工藝比傳統(tǒng)TFT制造方法更節(jié)能，溫室氣體排放也更少。
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