Rekbare, doorzichtige transistoren van grafeen

Een groep Koreaanse onderzoekers is erin geslaagd om op basis van grafeen rekbare, transparante transistoren te vervaardigen, met uitstekende optische, mechanische en elektrische eigenschappen. Ze bleken deze eigenschappen ook te behouden na duizend maal 5% uitrekken.

Een van de uitdagingen bij het maken van rekbare, doorzichtige elektronica, bijvoorbeeld ten behoeve van flexibele displays of sensoren, is het vinden van geschikt materiaal voor de benodigde transistoren. Er is al volop geëxperimenteerd met conventionele halfgeleidermaterialen, maar de optische en mechanische eigenschappen schieten voor dit doel tekort.

Het onderzoeksteam, onder leiding van Jeong Ho Cho van de Soongsil-universiteit in Seoel en Jong-Hyun Ahn van de Sungkyunkwan universiteit in Suwon, koos voor grafeen transistoren omdat die kunnen worden geïntegreerd in printprocessen bij kamertemperatuur, zonder vacuüm. Ze maakten de transistoren door grafeen laagje voor laagje te stapelen op een koperfolie. Met behulp van fotolithografie werden de essentiële onderdelen van de transistor uit het grafeen geëtst en vervolgens werden deze componenten overgebracht op een rekbaar sustraat. Tenslotte werden daarop de resterende delen, zoals de gate-isolator en de gate-elektroden geprint.

Bij het testen bleek dat de elektrische eigenschappen verslechteren als de transistoren meer dan 5% worden gerekt. De onderzoekers gaan proberen om deze grens te verhogen. De transistoren kunnen worden gebruikt in oprolbare displays of biosensoren die zich permanent vormen naar het oppervlak waarop ze zijn aangebracht. Zo zouden bijvoorbeeld de handschoenen van een chirurg permanent de bloedwaarden van de patiënt kunnen bewaken.