تصنيع أشباه موصلات مرنة
صرّح باحثون من جامعة هيوستن عن إحراز تقدّمٍ كبير في مجال الإلكترونيات القابلة للتمدد؛ ما جعل هذا المجال أقرب الى عالم التسويق.
في بحث نُشر يوم الجمعة الأول من شباط في مجلة Science Advances، أوجز العلماء التقدّم في إنشاء أشباه موصلاتٍ مطاطية قابلة للتمدد، تشمل الدارات الإلكترونية المتكاملة والدوائر المنطقية وجلود حسية منظمة تعتمد في صناعتها بالكامل على المواد المطاطية.
يقول كانجيانج يو بيل دي كوك Cunjiang Yu, Bill D. Cook، الأستاذ المساعد في الهندسة الميكانيكية في جامعة هيوستن والمؤلف لهذه الورقة البحثية: «يمكن أن يؤدي هذا العمل إلى تقدّمٍ مهمٍّ في الأجهزة الذكية مثل جلود الروبوتات والإلكترونيات الحيوية القابلة للزرع والسطوح البينية التي تربط الآلات بالبشر».
وقد أعلن كانجيانج يو في السابق عن تحقيق تقدّمٍ مفاجئ في أشباه الموصلات، وذلك بتصنيع شيء يشبه إلى حد كبير شريطًا مطاطيًّا مزروعًا قابلًا للتمدد ميكانيكيًّا في عام 2017.
وأضاف يو: «إن هذا العمل يأخذ هذا المفهوم بشكل أبعد من خلال ناقلية حاملات الشحنة والدارات الإلكترونية المتكاملة المطورة».
يقول الباحثون: «إننا نعلن عن داراتٍ إلكترونيةٍ متكاملة، مكوّنة من أشباه موصلات مطاطية ذات قابلية ناقلية عالية، حُصل عليها بإدخال أنابيب الكربون النانوية الفلزية في أشباه موصلات مطاطية مع ألياف أشباه الموصلات النانوية العضوية المرشحة. تمّ هذا التحسّن في ناقلية حاملات الشحنة بواسطة توفير مسارات سريعة وبالتالي مسافة نقل حاملات الشحنة أقصر».
إن ناقلية حاملات الشحنة أو السرعة التي يمكن أن تتحرك بها الإلكترونات عبر مادة ما أمرٌ بالغ الأهمية لكي يعمل الجهاز الإلكتروني بنجاح؛ لأنه يسيطر على قدرة ترانزستورات أشباه الموصلات على تضخيم التيار.
عانت أشباه الموصلات المرنة السابقة من انخفاض ناقلية حاملات الشحنة بالإضافة إلى متطلبات التصنيع المعقدة.
بالنسبة لهذا العمل، اكتشف الباحثون أنَّ إضافة كميات صغيرة من الأنابيب النانوية الكربونية الفلزية إلى أشباه الموصلات المطاطية المكونة من ألياف ثلاثي بولي هيكسيل ثيوفين (P3HT) في أساسٍ من (ثنائي ميثيل بولي سيلوكسان-Polydimethylsiloxane) تؤدي إلى تحسين ناقلية حاملات الشحنة من خلال توفير طريق سريع حسب وصف كانجيانج يو لتسريع نقل حاملات الشحنة عبر أشباه الموصلات.
- ترجمة: سرمد يحيى
- تدقيق: تسنيم المنجّد
- تحرير: صهيب الأغبري
- المصدر
