納米材料的行為與電路中的電子流動(dòng)不同

通過(guò)在諸如箔，塑料或聚合物的軟材料上印刷電子電路來(lái)生產(chǎn)柔性裝置。它們重量輕，可折疊或彎曲而不會(huì)影響電子設(shè)備的功能。由于其廣泛的應(yīng)用潛力，它們正在迅速獲得關(guān)注?？纱┐髟O(shè)備(如活動(dòng)跟蹤器)就是一個(gè)典型的例子。

近年來(lái)，越來(lái)越多地研究石墨烯基納米復(fù)合材料以增強(qiáng)柔性電子器件的耐久性和韌性。然而，在建立材料的電子特性方面存在主要挑戰(zhàn)，因?yàn)榧{米材料的行為與電路中的電子流動(dòng)不同。

在初步研究中，來(lái)自Chennai的SRM科學(xué)與技術(shù)研究所的研究人員已經(jīng)證明了由石墨烯和聚偏二氟乙烯制成的納米復(fù)合材料的電子特性。聚合物提供了柔韌性，而石墨烯則提高了電性能。

當(dāng)用掃描隧道顯微鏡分析時(shí)，可以看到電子穿過(guò)勢(shì)壘的運(yùn)動(dòng)，表明納米復(fù)合材料在庫(kù)侖阻塞區(qū)域具有隧道性質(zhì)。

“庫(kù)侖阻塞是一種特別在納米級(jí)材料中觀察到的現(xiàn)象。在常規(guī)導(dǎo)電材料中，存在傳導(dǎo)電子的自由流動(dòng)。但在納米空間中并非如此，其中導(dǎo)電子形成強(qiáng)烈排斥力的云，阻止來(lái)自相鄰分子的其他電子自由流動(dòng)，并且該裝置不再遵循歐姆定律。我們的納米復(fù)合材料通過(guò)屏障表現(xiàn)出相當(dāng)好的隧道性能來(lái)抵御這種封鎖，“首席研究員Arijit Sen在接受科學(xué)電報(bào)采訪時(shí)解釋道。

納米復(fù)合材料產(chǎn)生的另一個(gè)重大挑戰(zhàn)是它們的再現(xiàn)性。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)采用熔融混合和鑄造的制造技術(shù)克服了這一點(diǎn)。

對(duì)于在電子學(xué)中有效使用的納米復(fù)合材料，它必須克服電流 - 電壓行為的非線性響應(yīng)，適當(dāng)?shù)卣故倦娊橘|(zhì)和電荷存儲(chǔ)，承受高電勢(shì)并促進(jìn)電子的傳導(dǎo)以用于納米的開(kāi)關(guān)模式操作 - 在電子設(shè)備中切換。

“為了實(shí)現(xiàn)這些參數(shù)，我們采用了面向缺陷的準(zhǔn)石墨烯;也就是說(shuō)，石墨烯材料中的一些碳鍵故意未完成，這導(dǎo)致電子有效地通過(guò)靜電屏障轉(zhuǎn)移，“森說(shuō)。

擊穿測(cè)試表明，納米復(fù)合材料可以承受高壓。這意味著它可以在各種電壓應(yīng)用中工作，而不會(huì)出現(xiàn)電氣故障。