혁신적인 스레드 기반 트랜지스터로 유연한 전자 장치의 길을 열다

매사추세츠주 메드퍼드 터프츠 대학교

리넨 실로 트랜지스터를 만들어 천으로 엮거나 피부에 착용하거나 진단 모니터링을 위해 외과적으로 이식할 수 있는 얇은 실로 전자 장치를 만들 수 있습니다. 유연한 전자 장치는 다양한 모양을 준수하고 기능 저하 없이 자유롭게 움직일 수 있는 다양한 애플리케이션을 가능하게 할 수 있습니다.

스레드 기반 트랜지스터에서 탄소나노튜브 코팅 스레드는 게이트 와이어(G)에서 감지된 전압에 반응하여 소스(S) 와이어와 드레인(D) 와이어 사이에 전류를 전달합니다. (터프츠대학교)

스레드 기반 트랜지스터(TBT)는 전체 스레드 기반 논리 회로 및 집적 회로로 만들어질 수 있습니다. 이 회로는 현재 많은 유연한 장치의 마지막 남은 견고한 구성 요소를 대체하며 스레드 기반 센서와 결합하면 완전히 유연하고 다중화된 장치를 만들 수 있습니다.

대부분의 유연한 전자 제품은 금속 및 반도체를 구부릴 수 있는 구조로 패턴화하거나 전도성 폴리머와 같은 본질적으로 유연한 재료를 사용합니다. 폴리머 및 기타 유연한 재료를 기반으로 한 전자 장치와 비교할 때 스레드 기반 전자 장치는 더 큰 유연성, 재료 다양성 및 클린룸 없이 제조할 수 있는 능력을 갖추고 있습니다. 실 기반 전자 장치에는 측정 중인 생물학적 조직과 원활하게 통합될 수 있을 만큼 매우 얇고 부드러우며 유연한 진단 장치가 포함될 수 있습니다.

TBT를 만드는 과정에는 린넨 실을 탄소 나노튜브로 코팅하여 전자가 이동할 수 있는 반도체 표면을 만드는 작업이 포함됩니다. 실에 부착된 두 개의 얇은 금선은 전자의 "소스"와 전자가 흘러나오는 "드레인"입니다(일부 구성에서는 전자가 다른 방향으로 흐를 수 있음). 게이트라고 불리는 세 번째 와이어는 스레드 주변 물질에 부착되어 게이트 와이어를 통한 작은 전압 변화로 인해 소스와 드레인 사이의 스레드를 통해 큰 전류가 흐르게 됩니다. 이는 트랜지스터의 기본 원리입니다.

스레드를 둘러싸는 재료로 전해질이 주입된 젤이 사용되며 게이트 와이어와 연결됩니다. 젤은 네트워크 구조로 자가 조립되는 실리카 나노입자로 구성됩니다. 전해질 겔(또는 이오노겔)은 침지 코팅이나 신속한 면봉 채취를 통해 실에 침착될 수 있습니다. 기존 트랜지스터의 게이트 재료로 사용되는 고체 산화물이나 폴리머와는 대조적으로, 이오노겔은 늘어나거나 구부러져도 탄력이 있습니다.

자세한 내용은 Mike Silver에게 문의하세요. 이 이메일 주소는 스팸봇으로부터 보호됩니다. 보려면 JavaScript를 활성화해야 합니다.; 617-627-0545.