Tin Khoa học - Công nghệ quốc tế

Thiết bị điện tử gấp được

.

Những đột phá mới trong ngành vật liệu nano dần đưa chúng ta tới kỷ nguyên của các thiết bị điện tử có thể gấp được và các loại quần áo điện tử.

Hãy tưởng tượng máy tính của bạn có thể gấp lại giống như khi gấp một mảnh giấy, hay có thể đọc nhiệt độ bên ngoài thông qua áo phông mặc trên người. Hai sáng kiến này của phòng thí nghiệm CNRS dường như là viễn cảnh xa vời với thực tiễn.

Trên thực tế, trọng lượng và độ cứng của dây dẫn điện kim loại là trở ngại cho sự phát triển của các thiết bị điện tử nano gấp được. Tuy nhiên, hai nhà nghiên cứu Nicholas Giuseppone1 và Bernard Doudin2 đã đưa ra một giải pháp để giải quyết vấn đề trên bằng cách sử dụng dây nano có tính chất giống nhựa và dẫn điện cao. Các phân tử thuộc loại dây này có thể tự động kết nối với nhau dưới tác động của ánh sáng đèn.

Nghiên cứu tính dẫn điện

Giuseppone giải thích rằng: "Mục tiêu của chúng tôi là thiết lập hình ảnh các phân tử nhân tạo có khả năng dẫn điện được gọi là triarylamines để truyền điện tích từ nơi này đến nơi khác". Đầu tiên các nhà nghiên cứu sử dụng một khối lượng lớn các phân tử có khả năng hỗ trợ quá trình kết nối triarylamine. Nhưng khi họ bắt đầu đưa các phân tử hỗ trợ này vào, họ nhận ra rằng phân tử triarylamine có thể tự kết nối với nhau một cách tự nhiên mà không cần sự trợ giúp từ các phân tử khác.

vatlieugapduoc
Hình ảnh trên kính hiển vi các phân tử triarylamine tự biến đổi thành sợi dẫn điện khi chiếu ánh sáng đèn

Một khám phá hết sức bất ngờ nữa là khi phân tử triarylamine tiếp xúc với ánh sáng, chúng hình thành nên các sợi có độ dẫn cao. Ban đầu, các nhà nghiên cứu dự kiến đưa các điện cực nano vào trong dung dịch phản ứng và thử độ dẫn khi một sợi nào đó vô tình tiếp xúc với thiết bị. "Thay vào đó, chúng tôi quan sát thấy rằng các sợi này tự tăng trưởng khoảng cách giữa các cầu nối điện cực của chúng một cách chủ động", Giuseppone cho biết.

Kết quả là dây nano nhẹ và dẻo như nhựa và có tính dẫn điện cao bằng đồng. Chúng có tiềm năng ứng dụng cao trong các thiết bị điện tử thu nhỏ, bao gồm cả màn hình dẻo, pin năng lượng mặt trời, bóng bán dẫn, và mạch nano dùng trong máy photo.

Tần số cao, kích thước nhỏ

Các phát hiện của Giuseppone đã được chứng minh có liên quan tới nghiên cứu về bóng bán dẫn chất liệu graphene4, mỏng hơn giấy và có thể gấp lại được do Henri Happy và các cộng sự tại IEMN5 phối hợp với nhóm nghiên cứu Vincent Derycke tại CEA và Mark Hersam tại Đại học Northwestern phát hiện. Bóng bán dẫn hay các dụng cụ bán dẫn sử dụng để tăng cường hoặc chuyển đổi tín hiệu điện, là những thành phần chính của sản phẩm điện tử. Happy cho biết "Graphene được biết đến giống như một bán kim loại, nhưng nó ít được sử dụng phổ biến trong các thiết bị điện tử thông thường”. Ông cho biết thêm “Chúng tôi muốn biết liệu các bóng bán dẫn graphene có thể được sử dụng hay không trong các thiết bị có yêu cầu tần số cao hơn, chẳng hạn như sử dụng trong các ứng dụng vô tuyến".

vatlieugapduoc1
Bóng bán dẫn graphene đơn lớp trên một chất nền polymer linh hoạt

Các phân tử graphene được đưa vào một chất nền bằng cách sử dụng phép điện di điện môi dòng điện xoay chiều (phương pháp này cho phép các chất không tích điện chuyển động trong điện trường). Các nhà nghiên cứu thu được mật độ cao của các lớp mỏng graphene tại các vị trí chính xác. Các bóng bán dẫn có thể hoạt động ở tần số 8GHz, được truyền qua giấy hoặc quần áo và hoạt động ngay cả khi gập lại.

01. Institut Charles Sadron (CNRS).
02. Institut de physique et chimie des matériaux de Strasbourg (CNRS / Université de Strasbourg).
03. V. Faramarzi et al., “Light-triggered Self-construction of Supramolecular Organic Nanowires as Metallic Interconnects,” Nature Chemistry, 2012. 4: 485–90.
04. C. Sire et al., “Flexible Gigahertz Transistors Derived from Solution-Based Single-Layer Graphene,” Nano Letters, 2012. 12: 1184-8.
05. Institut d’électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (CNRS / Universités Lille-I and Valenciennes / ISEN).

(Theo CNRS)
Mai Lan



Bản quyền thuộc về Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Khi phát hành lại thông tin trên Website cần ghi rõ nguồn: "Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam".