(PhysOrg.com) -- Grazie alle proprietà flessibili ma robuste dei nanotubi di carbonio, i ricercatori hanno precedentemente fabbricato transistor che possono essere arrotolati, piegato, e allungato. Ora un team giapponese ha realizzato un transistor interamente a nanotubi di carbonio che può essere accartocciato come un pezzo di carta senza degradare le sue proprietà elettriche. Il nuovo transistor è il più flessibile segnalato fino ad oggi che non subisce una perdita di prestazioni.

I ricercatori, Shinya Aikawa e coautori dell'Università di Tokyo e della Tokyo University of Science, hanno pubblicato il loro studio in un recente numero di Lettere di fisica applicata .

"La cosa più importante è che l'elettronica possa ora essere utilizzabile in luoghi o situazioni che prima non erano possibili, ” coautore Shigeo Maruyama, un professore di ingegneria meccanica presso l'Università di Tokyo, detto PhysOrg.com . “Dal momento che il nostro dispositivo è così flessibile e deformabile, potrebbe potenzialmente essere bloccato ovunque. Ciò potrebbe portare a dispositivi elettronici attivi che vengono applicati come un adesivo o una benda adesiva, così come all'elettronica indossabile.”

A differenza di altri transistor ad effetto di campo (FET), il nuovo FET è unico in quanto tutti i canali e gli elettrodi sono realizzati con nanotubi di carbonio (CNT), mentre il substrato è realizzato in poli(vinil alcol) (PVA) altamente flessibile e trasparente. In precedenza, la maggior parte dei flessibili, FET trasparenti hanno utilizzato ossido di stagno oro o indio come elettrodi. Però, l'oro riduce la trasparenza dei dispositivi mentre il fragile ossido di indio e stagno limita la flessibilità. Sono stati realizzati alcuni FET recenti costituiti interamente da CNT, ma finora questi dispositivi sono stati costruiti su substrati di plastica spessi, limitando la loro flessibilità.

Dopo aver modellato i componenti utilizzando la fotolitografia standard e laminato il dispositivo con il PVA, lo spessore finale del nuovo tutto-CNT-FET era di circa 15 µm. Questa sottigliezza ha reso il dispositivo altamente flessibile, con test che dimostrano che il transistor finito può resistere a un raggio di curvatura di 1 mm senza quasi cambiamenti nelle proprietà elettriche. Sebbene altri transistor siano stati sviluppati con raggi di curvatura a partire da 0,1 mm, il nuovo transistor è il più flessibile che non subisce alcun degrado delle prestazioni.

Dopo aver sottoposto il transistor a 100 cicli di piegatura, i ricercatori hanno osservato una leggera diminuzione della corrente di drain massima, che potrebbe essere dovuto ad alcune connessioni interrotte nella rete CNT. Però, la diminuzione minima della corrente di drain massima, che si stabilizza dopo circa 30 cicli, non influisce sulla transconduttanza complessiva, che non ha risentito delle ripetute piegature.

Oltre alla sua flessibilità, il tutto-CNT-FET ha anche una trasmittanza ottica di oltre l'80%, che è sufficiente per vedere chiaramente attraverso il dispositivo. I ricercatori attribuiscono l'elevata flessibilità alla robustezza intrinseca dei nanotubi di carbonio, e prevedere che potrebbero aumentare ulteriormente la flessibilità ottimizzando le posizioni dei canali. Globale, i risultati dimostrano che flessibile, l'elettronica trasparente interamente in carbonio si sta avvicinando alla realtà commerciale.

“I temi in corso riguardano il controllo delle proprietà dei dispositivi e la loro integrazione, ” ha detto Maruyama. “Se questi problemi possono essere risolti, vorremmo realizzare circuiti di lavoro interamente in carbonio flessibili e trasparenti.”

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