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斯坦福大学鲍哲南和林肯大学黄劲松团对制造出运行最快的有机薄膜晶体管
斯坦福大学鲍哲南和林肯大学黄劲松团对制造出运行最快的有机薄膜晶体管
2014/1/10 14:11:59 | 浏览:2845 | 评论:0

斯坦福大学鲍哲南和林肯大学黄劲松团对制造出运行最快的有机薄膜晶体管

  美国内布拉斯加林肯大学和斯坦福大学的科学家,制造出了目前世界上运行最快的有机薄膜晶体管,证明了该技术在制造高清显示设备以及透明电子设备上的巨大潜力。相关论文发表在2014年1月8日出版的《自然·通信》杂志上。

  多年来,各国科学家一直试图用廉价的富碳分子和塑料来制造性能接近硅技术的有机半导体,但鲜见突破性进展。此次由斯坦福大学化学工程学教授鲍哲南和内布拉斯加林肯大学机械和材料工程学助理教授黄劲松领导的研究团队,革新了传统生产技术,大幅提高了有机薄膜晶体管的载流子迁移率,使其性能与昂贵的、基于硅技术的弧形显示器不相上下。

  目前,制造有机薄膜晶体管的传统工艺是,先通过在旋转的盘片上滴落由富碳分子和互补塑料组成的特殊溶液,而后通过旋转作用力,让复合溶液均匀散布在盘片上形成薄膜。而称为“偏心旋转涂布”技术的新工艺对此进行了革新。研究人员加快了盘片的旋转速度,减少涂布面积并增加密度,将之前的大转盘换成了一块只有邮票大小的玻璃。相对于传统制造工艺,新方法单位面积上沉积的有机分子浓度更高,极大地改善了薄膜晶体管的载流子迁移率,而这是衡量电荷通过晶体管速度的重要指标。

  研究人员称,目前只是初步实验,因此还不能精确控制有机材料的涂布队列,实现均匀的载流子迁移率。但即便在这个阶段,新技术生产出的有机薄膜晶体管在性能上,也已远远超过了目前传统的有机半导体,达到了高端电子产品中使用的多晶硅材料水平。鲍哲南表示,该技术的进一步改进将有望为廉价、高性能透明电子设备的制造铺平道路。目前的实验所采用的载体是玻璃,之后将逐渐过渡到柔性塑料。现在,他们已经能够制造出肉眼可视透明度为90%的高性能有机薄膜晶体管。


神奇的超导家族(罗会仟 周兴江)

  导语:“超导家族”走过了百余年,现有五个家族成员(金属和合金超导体、铜氧化物超导体、重费米子超导体、有机超导体、铁基超导材料)。

神奇的超导家族

  冬天手冷的时候,把两只手放在一起搓一搓就暖和了,这就是摩擦生热的道理。我们在使用电器的时候,电器、电线也会发热,这是因为电流和电器、电线也发生了“摩擦”,这种“摩擦”就是电阻的来源。电阻产生的热量极大地浪费了电能。事实上,电在从发电厂赶往工厂、住宅、学校的路上,就已经被输电线的电阻消耗了不少。中国每年比发达国家在输电线上多损失的电就有450亿度,相当于中部一个省全年的用电量。而这一切的根源,就是电阻的存在。

  超导是超导电性的简称,指的是某些材料在降到某一温度以下时,电阻突然消失为零的现象,这个温度称为超导临界温度(或超导转变温度)。1908年,荷兰莱顿实验室的昂内斯等将最难液化的气体——氦气成功液化(液氦的沸点为4.2K)。随后在1911年4月8日,昂内斯等人测量金属汞在低温下的电阻时,惊讶地发现当温度降至4.22~4.27 K时,汞的电阻突然下降到仪器测量不到的最小值,基本可认为是零电阻态。第一个超导体——金属汞就此被发现。

  作为20世纪最伟大的科学发现之一,超导体具有零电阻和完全抗磁性等一系列神奇的物理特性,在科学研究、信息通讯、工业加工、能源存储、交通运输、生物医学乃至航空航天等领域均有重大的应用前景,受到人们的广泛关注。自1911年超导被发现以来,在超导研究的百年历史上已有十人获得了五次诺贝尔物理学奖,在无数聪慧的科学家推动下,超导依旧不断绽放新的魅力。

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