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美國發明新型打印技術所得薄膜導電性能優異10倍

據物理學家組織網6月2日報道，美國科學家設計出了一種新的打印過程，不僅比傳統方法更迅捷，而且適用于多種有機材料，得到的有機半導體薄膜的性能也要優異10倍。研究人員在一期的《自然·材料學》雜志上表示，進展有望有機電子設備領域的新變革。
 
有機電子設備可以廣泛應用于多個領域，但即便是目前性能的薄膜，其在導電方面也差強人意。為此，美國*下屬的斯坦福直線加速器中心（SLAC）和斯坦福大學的研究人員設計了一種新的打印過程。他們發現，借用新方法，使用某些材料出的薄膜的導電能力是目前性能的薄膜的10倍。這些半導體薄膜可用來輕便且成本低廉的太陽能電池、柔性電子顯示器和纖薄的傳感器等。
 
該論文的主要作者、SLAC/斯坦福大學博士后刁穎（音譯）說：“更重要的是，方法可以升級，從而滿足工業需求。”
 
刁穎表示，在快速打印過程中，很容易出現墨流分布不均的情況，這會使得到的半導體晶體布滿瑕疵，但在以前，很少有人想到通過控制液流來解決這一問題。為了有所突破，她對溶解有機材料的液體的流動進行了很好地控制。
 
在新方法中，刁穎設計出了一種打印刀片，其上嵌了一些細細的柱子（即晶體），柱子同墨水混合在一起，從而形成了一個整齊一致的薄膜。另外，由于晶體很容易在基座上隨機形成，為此她在基座上設計了一系列巧妙的化學模式，抑制了“不守規矩的”晶體的形成，不讓這些晶體冒出來。zui后，刁穎團隊出了大塊的、幾乎成一條直線的晶體長條（薄膜），電荷很容易流過其中。
 
該研究團隊在斯坦福同步輻射光源（SSRL）實驗室對獲得的有機半導體進行了X射線研究，并根據研究結果對新方法進行了多次改進，zui終，他們證明，這些排列整齊的晶體的性能至少是其他技術的晶體的10倍，其在結構上也更。
 
該研究團隊也用另一種具有幾乎*不同的分子結構的有機半導體材料重復了這一實驗，結果發現，獲得的薄膜在質量上有很大提升。因此，他們相信，這一技術可以應用于多種材料。
 
該研究的另外兩名主要調查者、斯坦福材料和能源科學研究所教授鮑哲南（音譯）和SLAC的材料學家斯特凡·和曼斯菲爾德表示，接下來，他們打算找出材料和過程之間的隱藏關系。研究也讓他們能更好地控制打印材料的電子屬性，使其性能達到*。