美国发明新型打印技术所得薄膜导电性能优异10倍

据物理学家组织网6月2日报道，美国科学家设计出了一种新的打印过程，不仅比传统方法更迅捷，而且适用于多种有机材料，得到的有机半导体薄膜的性能也要优异10倍。研究人员在一期的《自然·材料学》杂志上表示，进展有望有机电子设备领域的新变革。
 
有机电子设备可以广泛应用于多个领域，但即便是目前性能的薄膜，其在导电方面也差强人意。为此，美国*下属的斯坦福直线加速器中心（SLAC）和斯坦福大学的研究人员设计了一种新的打印过程。他们发现，借用新方法，使用某些材料出的薄膜的导电能力是目前性能的薄膜的10倍。这些半导体薄膜可用来轻便且成本低廉的太阳能电池、柔性电子显示器和纤薄的传感器等。
 
该论文的主要作者、SLAC/斯坦福大学博士后刁颖（音译）说：“更重要的是，方法可以升级，从而满足工业需求。”
 
刁颖表示，在快速打印过程中，很容易出现墨流分布不均的情况，这会使得到的半导体晶体布满瑕疵，但在以前，很少有人想到通过控制液流来解决这一问题。为了有所突破，她对溶解有机材料的液体的流动进行了很好地控制。
 
在新方法中，刁颖设计出了一种打印刀片，其上嵌了一些细细的柱子（即晶体），柱子同墨水混合在一起，从而形成了一个整齐一致的薄膜。另外，由于晶体很容易在基座上随机形成，为此她在基座上设计了一系列巧妙的化学模式，抑制了“不守规矩的”晶体的形成，不让这些晶体冒出来。zui后，刁颖团队出了大块的、几乎成一条直线的晶体长条（薄膜），电荷很容易流过其中。
 
该研究团队在斯坦福同步辐射光源（SSRL）实验室对获得的有机半导体进行了X射线研究，并根据研究结果对新方法进行了多次改进，zui终，他们证明，这些排列整齐的晶体的性能至少是其他技术的晶体的10倍，其在结构上也更。
 
该研究团队也用另一种具有几乎*不同的分子结构的有机半导体材料重复了这一实验，结果发现，获得的薄膜在质量上有很大提升。因此，他们相信，这一技术可以应用于多种材料。
 
该研究的另外两名主要调查者、斯坦福材料和能源科学研究所教授鲍哲南（音译）和SLAC的材料学家斯特凡·和曼斯菲尔德表示，接下来，他们打算找出材料和过程之间的隐藏关系。研究也让他们能更好地控制打印材料的电子属性，使其性能达到*。