スタンフォード大学を中心とする研究グループ、伸縮性のある半導体フィルムを開発

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米スタンフォード大学化学工学部のJie Xu博士をはじめとする研究グループは、ナノコンファインメント技術(nanoconfinement – ナノサイズの領域に閉じ込めること)により伸縮性を備えたトランジスタを開発した。ウェアラブルデバイスなどへの応用が期待できるもので、レポートは、2017年1月6日付け米Science誌に掲載されている。

ウェアラブルデバイスに使われる半導体は伸縮性を必要とするが、既存の素材は伸ばすと電荷移動度(導電性)が低下するという課題がある。Jie Xu博士らは、p型半導体ポリマであるDPPT-TTを、弾性を備えた水素添加スチレン系熱可塑性エラストマ(SEBS)の微細構造内部に閉じ込める(ナノコンファインメント)ことにより、電荷移動度を犠牲にすることなく、伸縮性のある半導体フィルムを作ることに成功した。2倍に伸ばしてもその性質に変化はなく、電荷移動度は2倍に伸ばした状態でも0.59cm2/Vs から0.55cm2/Vsへとわずかに低下しただけだった。100回繰り返してもフィルムに亀裂の発生は見られなかったという。

この縦横に伸びる伸縮性を備えたフィルムとカーボンナノチューブによって作られるトランジスタを利用することで、肌にぴったりと密着し、指や腕を曲げても特性が変化しないウェラバルディバイスを作ることができる。

関連リンク

Highly stretchable polymer semiconductor films through the nanoconfinement effect – Science

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