EO

Moleculaire bruggen voeden geprinte elektronica

11 maart 2021 om 11:43 uur

De afschilfering van grafiet in grafeenlagen inspireerde tot het onderzoek van duizenden gelaagde materialen, waaronder overgangsmetaaldichalcogeniden (TMD's). Deze halfgeleiders kunnen dienen om geleidende inkten te maken voor geprinte (opto-)elektronische apparaten. Gebreken in hun structuur kunnen hun prestaties echter belemmeren. Nu hebben onderzoekers van Graphene Flagship deze hindernissen overwonnen door 'moleculaire bruggen' te introduceren - kleine moleculen die de TMD-vlokken met elkaar verbinden, waardoor de geleidbaarheid en de algehele prestaties worden verbeterd.


De resultaten, gepubliceerd in Nature Nanotechnology, zijn afkomstig van een multidisciplinaire samenwerking tussen Graphene Flagship-partners, de Universiteit van Straatsburg en CNRS (Frankrijk), Amber en Trinity College Dublin (Ierland) en Cambridge Graphene Centre, University of Cambridge (VK). De toegepaste moleculaire bruggen vertienvoudigen de mobiliteit van de drager - een fysische parameter die verband houdt met de elektrische geleidbaarheid.

 

TMD-inkten worden meestal vervaardigd met behulp van exfoliatie in de vloeistoffase, een techniek die de massaproductie van grafeen en gelaagde materialen mogelijk maakt. Maar hoewel deze technologie grote productvolumes oplevert, heeft ze enkele beperkingen. Het afschilferingproces kan defecten veroorzaken die de prestaties van het gelaagde materiaal beïnvloeden, vooral als het gaat om het geleiden van elektriciteit.

 

Geïnspireerd door organische elektronica vond het onderzoeksteam een ​​oplossing: moleculaire bruggen. Met deze chemische structuren wisten ze twee vliegen in één klap te slaan. Ten eerste hebben ze TMD-vlokken met elkaar verbonden, waardoor een netwerk ontstaat dat het ladingstransport en de geleidbaarheid faciliteert. De moleculaire bruggen functioneren echter ook als muren, die de chemische defecten aan de randen van de vlokken repareren en elimineren elektrische leegten die anders energieverlies zouden bevorderen.

 

Bovendien bieden moleculaire bruggen onderzoekers een nieuw hulpmiddel om de geleidbaarheid van TMD-inkten naar wens aan te passen. Als de brug een geconjugeerd molecuul is - een structuur met dubbele bindingen of aromatische ringen - is de mobiliteit van de drager hoger dan bij gebruik van verzadigde moleculen, zoals koolwaterstoffen. "De structuur van de moleculaire brug speelt een sleutelrol", zegt onderzoeksleider Paolo Samorì van de universiteit van Straatsburg. "We gebruiken di-thiolen, die je gemakkelijk kunt kopen in de catalogus van elke chemische leverancier. Hun structurele diversiteit opent een wereld van mogelijkheden om de geleidbaarheid te reguleren en aan te passen aan elke specifieke toepassing. Moleculaire bruggen zullen ons helpen veel nieuwe functies te integreren in op TMD gebaseerde apparaten. Deze inkten kunnen op elk oppervlak worden gedrukt, zoals plastic, stof of papier, waardoor een hele reeks nieuwe schakelingen en sensoren voor flexibele elektronica en wearables mogelijk is." 
 

Gerelateerd nieuws

Een opblaasbare structuur die blijft staan zonder druk

Een opblaasbare structuur die blijft staan zonder druk (video)

Een team van de Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (Saes, VS) heeft een op origami geïnspireerd ontwerp ontwikkeld voor opblaasbare constructies die bljiven staan zonder constante…

'Helft maakbedrijven vreest dit jaar voor cyberaanval'

'Helft Belgische maakbedrijven vreest dit jaar voor cyberaanval'

De helft van de Belgische maakbedrijven vreest voor een cyberaanval in de komende twaalf maanden. Dat blijkt uit een studie over cyberveiligheid in de maakindustrie waaraan zevenenzeventig bedrijven deelnamen.

Smart Industry programma leidt tot regionale kennis- en testcentra met honderden bedrijven

'Smart Industry programma leidt tot regionale kennis- en testcentra met honderden bedrijven'

'Stimuleren van digitalisering binnen de (maak)industrie leidt tot economische groei. Door samenwerking van het bedrijfsleven en overheden in het Programma Smart Industry is in vijf jaar tijd een nationaal netwerk…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Nieuw! Deurgreepmodule PSENmlock van Pilz

Het veilig heksysteem PSENmlock is uitgebreid met een unieke deurgreepmodule.

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

18 mei 2021, online

Webinar: De reis naar een slimme fabriek - featuring OCI Nitrogen

De Industry 4.0 manager van OCI Nitrogen deelt zijn ervaringen.

18 mei 2021, online

Citython

Innovatieve young professionals gaan de strijd met elkaar aan om mobiliteitsuitdagingen in steden op te...

18 mei 2021, 18, 19 en 20 mei 2021

Machineveiligheid in vogelvlucht (online training)

Meer agendapunten »