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新型柔性薄膜晶体管：有望带来高性能柔性可穿戴设备

消息来源:baojiabao.com 作者: 发布时间：2024-05-02

报价宝综合消息新型柔性薄膜晶体管：有望带来高性能柔性可穿戴设备

导读

近日，中国山东大学与英国曼彻斯特大学的研究人员在柔性电子领域取得一项重要进展，他们开发出超高速的新型柔性纳米晶体管。它由氧化物半导体制成，能以1GHz 的基准速度运行。

背景

传统电子产品，往往会给我们一种“僵硬”的印象，它们无法经受弯曲、扭曲和拉伸。然而，新兴的柔性电子产品却弥补了传统电子产品的这些不足。特别是对于可穿戴设备来说，柔性电子技术的发展大大改善了用户的佩戴体验，更加适应人体的自由运动。

之前，笔者曾介绍过许多柔性电子产品，例如：柔性电池、柔性液晶屏、柔性可穿戴感测器、柔性的有机闪存、柔性超级电容、柔性微处理器、柔性触控感测器、柔性天线、柔性电子纸张等等。为了让大家有一个更直观的认识，下面通过图片进行展示：

（图片来源：加州大学圣地亚哥分校）

（图片来源：日本东北大学）

（图片来源：佛罗里达州立大学）

（图片来源：KAIST）

（图片来源：曼彻斯特大学）

（图片来源：英属哥伦比亚大学）

（图片来源：Graphene Flagship）

（图片来源： Mats Tiborn）

创新

近日，在柔性电子领域又出现一项重要研究进展。中国山东大学（ Shandong University）与英国曼彻斯特大学（University of Manchester ）的研究人员合作开发出一种新型超高速的柔性纳米晶体管，也称为“薄膜晶体管”（TFT）。它由氧化物半导体制成，能以1GHz 的基准速度运行。

技术

TFT 是一种通常应用于液晶显示屏（LCD）中的晶体管。具有LCD显示屏的大多数现代电子设备，例如智能手机、平板电脑和高清电视，都具有TFT。

TFT是如何工作的呢？LCD的每个像素点背后都会有一个TFT，它们就像单独的开关一样迅速改变像素状态，使得打开和关闭它们变得更加快速。

（图片来源：维基百科）

但是，目前大部分的TFT是硅基的。相比于中英两国科研团队开发的氧化物半导体晶体管来说，它们不透明、刚硬且昂贵。氧化物TFT不仅可以改善LCD显示器的图像显示效果，而且让人印象更深刻的是柔性。

曼彻斯特大学电气与电子工程学院纳米电子专业教授 Aimin Song 解释道：“现在电视已经能够做到极度的薄和亮。而我们的研究将使得电视更具机械柔性且更易制造。”

相比于日益遭遇一些基本瓶颈的硅技术来说，基于氧化物的技术正高速发展。Song 教授表示，近些年来，氧化物半导体领域的进展迅猛，一系列研究都旨在改善基于氧化物半导体的TFT。

目前，一些基于氧化物的技术已经开始在某些产品中替代非晶硅。Song 教授认为，这些最新的开发会进一步推进它们的商业化。

价值

Song 教授称，这种GHz晶体管将带来中等或者更高性能的柔性电子电路，例如真正的可穿戴电子产品。可穿戴电子产品需要柔性，并且很多情况下还需要透明。所以，它将是这项研究的一个完美的应用领域。

此外，氧化物半导体TFT还将在智能家居、智慧医院和智慧城市等领域扮演重要角色。这项研究将带来比之前更快、更亮、更柔性的新一代电子产品。

未来