Materiae duae dimensivae, sicut graphenae, amabiles sunt pro applicationibus semiconductoribus conventionalibus et applicationibus nascentium in electronicis flexibilibus. Nihilominus, vis alta graphene distrahens consequitur in frangendo in humili contentione, quod provocat ad utilitatem extraordinariis electronicis proprietatibus in electronicis extensivis. Ut praestantes graphenae conductores graphenae perlucentes exsequendas dependens, graphene nanoscrollas inter stratas grapheneas relatas creavimus, ut multi graphene/graphenae volumina (MGGs) referuntur. Sub contentione nonnulla volumina ditiones graphenae redactas contexuerunt ut reticulum percolantem poneret, qui optimam conductivity in altum cantilenis praebebat. Trilayer MGGs elastomis conservatis 65% suae primae conductionis ad 100 laborem sustentatur, quod perpendicularis est ad directionem fluxus currentis, cum membranae graphenae trilayer sine nanoscrolis tantum 25% of inceptio conductionis retinuerit. Tractabile transistoris carbonis machinatum utens MGGs ut electrodes exhibebat transmissionem >90% et retentum 60% e currenti pristini output ad 120% iactationem (parallelum ad directionem onerariorum onerariis). Haec omnia transistores carbonis valde extenti et perspicui efficere potuerunt optoelectronics distentiones sophisticatas.
electronica perspicua patentia campus crescens est, quae magnas applicationes in systematibus biointegratis provectis (1, 2) habet, ac potentia ad cum optoelectronics extensivis integrandis (3, 4) ad producendum robotica mollia et ostentationes. Graphene proprietates crassitudinis atomicae altae perspicuitatis et conductivity altae valde desiderabiles ostendit, sed exsecutio eius in applicationibus extensivis adhibita ad resiliendas modos parvas tendentia inhibita est. Limitationes graphenae mechanicas superantes efficere potuerunt novam functionem in perlucida machinis tractabilibus.
Singulae proprietates graphenae illam firmam candidatum faciunt ad posteros electrodes perspicui conductivi (5, 6). Comparatum cum conductore usitatius pellucidum, oxydatum plumbi latii [ITO; 100 ohms/quadratum (sq) ad 90% diaphanum ], monolayer graphene crevit per depositionis chemicae vaporem (CVD) similem compositionem schedae resistentiae (125 ohms/sq) et diaphaneitatis (97.4%) (5). Praeterea membranae graphenae mirificam flexibilitatem habent cum ITO comparatae (7). Exempli gratia, in subiecto plastico, eius conductio retineri potest etiam ad radium curvaturae curvaturae tam parvum quam 0,8 mm (8). Ad augendam eius electricam observantiam ut conductor flexibilis perspicuus, opera priora graphene hybridarum materias grapheneas cum uno -dimensionali (1D) argento nanowires vel carbonis nanotubos (CNTs) (9-11) elaboraverunt. Praeterea graphene adhibita est electrodes pro semiconductoribus heterostructuralibus dimensivis mixtis (qualem mole 2D Si, 1D nanowires/nanotubes, et 0D quantis punctis ) (12), transistores flexibiles, cellulae solares et diodes leves emittentes (13 LEDs) (13. -23).
Quamvis graphena pollicens proventum electronicorum flexibilium ostendit, eius applicatio in electronicis extensivis a proprietatibus mechanicis (XVII, 24, 25) limitata est; graphena in- planam rigorem 340 N/m habet et modulum iuvenum 0.5 TPa (26). Retis carbonii-carbonae fortis non praebet aliquam industriam dissipationis machinas ad contentionem applicatam et ideo facile rimas minus quam 5% cola. Exempli gratia, CVD graphene in polydimethylsiloxanam (PDMS) subiecta subiecta translatum potest tantum conductivity in minus quam 6% contentum conservare potest. calculi theoretici ostendunt collapsum et commercium inter diversos laminis rigorem fortiter minui debere (26). Cum graphene in plures ordines iaciendo, traditur hanc graphenam bi- vel trilayer ad 30% cantilenam tendentem esse, ostendens resistentiam 13 vicibus minorem mutationem quam graphenae monolayi (27). Nihilominus haec extensionis adhuc insigniter inferior est statu-of-artis tractibilibus onductoribus (28, 29).
Transistores magni momenti sunt in applicationibus diffusivis, quia efficaces sensorem promptum et insignem analysim efficiunt (30, 31). Transistores in PDMS cum graphene multilayer ut fonte/destillant electrodes et materiam canalem conservare possunt functionem electricam usque ad 5% contentionem (32), quod est Insigniter infra valorem minimum requisitum (~50%) pro sensoriis salubrioriis et cutis electronicis remissibilibus ( XXXIII, 34). Nuper graphene kirigami adventus explorata est, et transistor per liquorem electrolytici tantum extendi potest quantum ad 240% (35). Sed haec methodus graphenam suspensam requirit, quae processus fabricationis implicat.
Hic machinas graphenae valde extensas consequimur, intercalata graphene cartis (~1 ad 20 µm longis, ~0,1 ad 1 µm latis, et ~10 ad 100 nm alta) inter graphen strata. Hypothesimus has graphenae volumina posse vias conductivas praebere ad schedae graphenae rimas pontis, ita altam conductivity sub contentionem servans. Volumina graphene addita synthesi seu processu non indigent; quae naturaliter formata in udo trans- agitur. Utendo multilateri G/G (graphene/graphene) cartis (MGGs ) grapheneis electrodes (fontis/haurientibus et porta) et semiconductibus CNTs, demonstrare potuimus valde pellucidum et valde tractabile transistores carbonum, qui ad 120 extendi possunt. % distarent (parallela ad directionem onerariorum onerariorum) et retinent 60% e currenti primigenii output. Haec est perspicuissima transistoris carbonis fundati hucusque extensibilis, et satis praebet currenti ad duxerunt inorganicum ductum.
Ut ampla area diaphana graphene electrodes extensabilis, elegit CVD graphenam in Cu foil. In medio tubuli Cu foil suspensus est CVD vicus ut incrementum graphenae utrinque permittat, structuras G/Cu/G formans. Ad graphenam transferendam, primum tenuissimum poly methyl methacrylatum (PMMA) ad unum latus graphenae defendendum, quod graphene topside nominavimus (e contrario graphenae parte altera), deinde in totum cinematographicum (PMMA/top graphene/Cu/graphene imum) maceratum est (NH4) 2S2O8 solutionem ad scyphos Cu foil. Solum latus graphene sine PMMA efficiens necesse habet rimas et defectus, qui etchantem penetrare permittunt (36, 37). Sicut in Fig. 1A illustratur, sub effectu tensionis superficiei ditiones graphenae dimissae in volumina convoluta et postea in reliquas cinematographicae top-G/PMMA coniunctae sunt. Volumina top-G/G in quamlibet subiectam transferri potuerunt, ut SiO2/Si, vitrum vel polymerum molle. Hanc translationem processus saepius repetens in eandem subiectam structuram dat MGG.
(A) Schematic illustratio procedendi fabricandi pro MGGs sicut electrode extenti. In graphene translatio, graphene in Cu foil culo fracta est ad terminationes et defectus, in figuras arbitrarias convoluta, et in membrana superiori arcte affixa, nanoscrolla formans. Quartum viverra structuram acervos MGG depingit. (B et C) summus resolutio TEM characterum monolayorum MGG, in graphene monolayer (B) et in libro (C) regionis, respective. Insecta (B) imago magnificationis humilis est ostendens altiorem morphologiam monolayorum MGGs in TEM craticula. Insets (C) sunt intensio profile sumptae rectangularibus in imagine indicatis, ubi distantiae inter plana atomica sunt 0.34 et 0,41 nm. (D ) Carbon K-ora EEL spectrum cum graphiticis notis π* et σ* cacumina intitulatum. (E) Sectionis AFM imago monolayer G/G cartis cum profile altitudinis linea flavescentis punctata est. (F ad I) Microscopia optica et AFM imago s trilayris G sine (F et H) et cartis (G et I) in 300-nm crassis SiO2/Si substratis respective. Repraesentativae volumina et rugae ad differentias suas illustrandas intitulati sunt.
Ad comprobandum quod volumina graphene in natura volutata sunt, alta resolutio transmissionis microscopii electronici (TEM) et electronici energiae detrimentum (EEL) spectroscopiae studiorum in monolayo summo-G/G voluminis structurarum perduximus. Figura 1B structuram hexagonalem graphenae monolayer ostendit, et insermen est altiore morphologiam pelliculae obductam in uno foramine carbonis TEM craticulae. graphene monolayer palmorum maxime eget, et quaedam graphene incanduit in conspectu plurium anulorum hexagonalium acervi apparent (fig. 1B). In zoomendo in librum singularem (Fig. 1C), magnam quantitatem graphenae cancellorum observavimus, cancellos in latitudine 0,34 ad 0,41 nm. Hae mensurae suggerunt flocci passim convolutos esse nec graphites perfectos esse, quae cancellos habet spatium 0,34 nm in "ABAB" tabulatum positis. Figura 1D ostendit spectrum carbonis K-ora EEL, ubi cacumen 285 eV ab orbitali π* oritur, alterum circa 290 eV ob transitus orbitalis σ* oritur. Videri potest quod compages sp2 dominatur in hac structura, examinans volumina valde graphica.
Microscopia optica et vis atomica microscopia (AFM) perspectionem praebent in distributione graphenae nanoscrolorum in MGGs (fig. 1, E ad G, et fig. S1 et S2). Volumina passim super superficiem distribuuntur, et densitas eorum in -plano proportionaliter crescit numero stratorum reclinatorum. Multi volumina in nodos implicantur et altitudines nonuniformes exhibent in amplitudine 10 ad 100 um. Sunt 1 ad 20 µm longi et 0,1 ad 1 µm lati, secundum magnitudinum graphenae initialis incanduit. Ut in Fig. 1 (H et I) ostenduntur, volumina significanter maiores magnitudines habent quam rugae, ducens ad multo asperiorem faciem inter graphene stratis.
Ut electricum proprietates metirimus, membranas grapheneas formavimus cum vel sine volumine structurarum et iacuit in CCC-μm-latum et MM-µm-longis fasciolis utentes photolithographiam. Repugnantiae duae probae ut munus canendi sub condicionibus ambientibus metiebantur. Praesentia voluminum resistentiam pro monolayero graphene per 80% redegit cum tantum 2.2% decrementum in transmissione (fig. S4). Hoc confirmat nanoscrolla, quae habent densitatem altam usque ad 5 107 A/cm2 (38, 39 ) , valde positivum collationem electricam facere cum MGGs. Inter omnes mono-, bi- et trilayer graphene campestris et MGGs, trilayer MGG optimam conductionem habet cum diaphaneitate prope 90%. Ut cum aliis fontibus graphenae in litteris relatas comparemus, etiam resistentias schedae speculatoriae quattuor metiri (fig. S5) eas recensuimus ut functionem transmissionis in 550 um (fig. S6) in Fig. 2A. MGG ostendit comparabilem vel altiorem conductivity et diaphaneitatem quam multila yer graphene plana artificiose reclinata et graphene oxydatum reducta (RGO) (RGO) (6, 8, 18). Nota schedam resistentias graphenae campestris artificiose reclinatas e litteris paulo altiores esse quam nostrae MGG, probabiliter ob condiciones inoptimizatas incrementum et methodum translationis.
(A) Quattuor probe scheda resistentiarum versus transmissionem in 550 um aliquot graphenae genera, ubi quadrata nigra mono- bi- et trilayer MGGs designant; circuli rubri et trianguli caerulei cum graphene in Cu et Ni e studiis Li et al creverunt, multilateri campestri. (6) et Kim et al. (8) respective, deinde in SiO2/Si vel vicus transfertur; et triangula viridia sunt bona pro RGO ad diversos reducendo gradus a studio Bonaccorsi et al. (18). (B, C) Normalizata resistentia, mutatio mono-, bi- et trilayer MGGs et G, ut functio perpendicularis (B) et parallela (C) tendit ad directionem fluxus currentis. (D) Normalised resistentiae mutatio bilayri G (rubri) et MGG (nigr) sub cyclico distensio levato usque ad 50% perpendicularis cantilenae. (E) Normalizata resistentia mutatio trilayer G (rubri) et MGG (nigr) sub cyclica contentione onerantium usque ad 90% iactationem parallelam. (F) Ordinativa capacitas mutationis mono-, bi- et trilayer G et bi- et trilay MGGs ut functio n canendi. Fundum structura capacitor est, ubi polymerus substratus est SEBS et polymerus dielectrici stratum 2-μm-densum SEBS est.
Ad contentionem dependens observantiam MGG aestimandam, graphenam in thermoplasticam elastomorem styrene-ethylene-butadiene-styrene (SEBS) substratorum (~2 cm latum et ~5 cm longum transtulimus), et conductivum mensuratum erat prout substratum erat. (vide Materia et Methodus) tam perpendicularis quam parallela directioni fluxus currentis (Fig. 2, B, C). Collaboratio-dependens electrica mores cum incorporatione nanoscrolorum emendavit et numeros grapheneorum stratorum auget. Exempli causa, cum iactatio perpendicularis est ad fluxum currentem, ad graphene monolayer, addita carminum contentionem aucta ad fracturam electricam ab 5 ad 70%. Labor tolerantia graphenae trilayer etiam signanter emendatur cum graphene monolayer. Cum nanoscrolis, ad C% perpendicularem cantilenam, resistentia trilayris MGG structurae tantum augetur per 50%, in comparatione ad 300% pro graphene trilay sine cartis. Resistentia mutatio sub cyclici tensionis onere tans explorata est. Ad comparationem (Fig. 2D), resistentiae graphenae bilayer planae auctae sunt circa 7.5 vicibus post cyclos 700 ad 50% perpendiculares contentiones et in unoquoque cyclo crescebant cum contentione. Contra, resistentia bilayris MGG tantum aucta est circa 2.5 vicibus post cyclos DCC~. Applicando usque ad 90% contentionem secundum directionem parallelam, resistentia trilayer graphene ~ 100 vicibus multiplicata est post 1000 cyclos, cum tantum ~8 times in trilay MGG (Fig. 2E). Eventus revolutio in fig monstrantur. S7. Resistentia relative velocius auget per directionem parallelam contentionem est quia rimas directio est perpendicularis ad directionem currentis. Deviatio resistendi in contentionem loading et exonerandae ob viscoelasticam receptam SEBS elastomi subiectam est. Firmior resistentia MGG denudat in cyclo ob praesentiam magnorum voluminum qui rimas partes graphenae (se obse rved by AFM ponte) possunt, adiuvans ad iter percolantem conservandum. Hoc phaenomenon conservandi conductivity per tramitem percolantem relatum est priusquam ad membranae metallicae aut semiconductoris in elasticis subiectis (40, 41).
Ad aestimandas has membranas graphene-substructas sicut portae electrodes in machinis tractabilibus, stratum graphenum cum SEBS dielectrico strato (2 µm crasso) obtexuimus et mutationem capacitatis dielectricae in functione contentionis (vide Fig. 2F et materias accessiones pro retineo). Animadvertimus facultates cum electrodes simplicis monolayer et bilayer graphene cito decrescere propter damnum conductionis graphenae in-planae. E contra capacitates per MGGs portatae necnon trilayer graphene planus incrementum capacitatis cum contentione demonstraverunt, quod expectatur propter reductionem in crassitudine dielectric cum contentione. Augmentum expectatum in capacitate optime congruens cum structura MGG (fig. S8). Hoc indicat MGG electrodam portae aptam esse transistoribus extensionibus.
Ut adhuc partes 1D graphenae voluminis investigare de tolerantia conductivitatis electricae contentionem et melius separationem in stratis graphenis temperare solebamus, CNTs aspergine iactantes in graphene volumina reponere usi sumus (vide Materias Supplementarias). Ad structuras imitandas MGG, tres densitates CNTs (id est, CNT1) reposuimus
(A ad C) AFM imagines trium densitatum diversarum CNTs (CNT1 .)
Ut ulterius facultatem eorum ut electrodes pro electronicis extensivis comprehendamus, morphologias MGG et G-CNT-G sub contentione systematice investigavimus. Microscopia optica et microscopia electronica (SEM) efficaces notificationes methodi non sunt, quia utrumque discrepantiae colori caret et SEM artificiata imagini subiecta est in electronico intuens cum graphena in polymerorum subiecta (fig. S9 et S10). Ut in situ graphenae superficiei contenta observemus, mensuras AFM in trilatera MGGs et graphene planas collegimus, postquam in tenuissimam (~0,1 mm crassam) transferentes, et SEBS elasticae subiectae. Propter defectus intrinsecos in CVD graphene et detrimento extrinseco durante processu translationis, rimas in graphene coacta necessario generantur, et cum intensio, rimas densiores factae sunt (Fig. 4, A ad D). Secundum positionem structurae electrodes carbonis fundatae, rimas morphologias varias exhibent (fig. S11) (27). Crack area densitatis (area/analysed area) multilayer grapheneis definitur minor est quam graphenae monolayer post contentionem, quae cum incremento electrica conductivity MGGs congruens est. Contra, volumina saepe observantur ad rimas pontis, quibus additis conductivis meatus in cinematographico coacto. Exempli gratia, cum imagini Fig. 4B intitulatum fuerit, volumen latum super rimam in trilay MGG transiit, sed nullum volumen in graphene plano observatum est (Fig. 4, E ad H). Similiter CNTs etiam rimas in graphene revolvit (fig. S11). Vox in area densitatis, volumen in area densitatis, et asperitas membranarum in Fig. 4K perstringuntur.
In situ AFM imagines trilayer G/G volumina (A ad D) et trilay G structurae (E ad H) in tenuissimis SEBS (~0,1 mm crassis) elastomi ad 0, 20, 60, et 100 % cola. Repraesentativae rimas et volumina sagittis demonstrant. Omnes AFM imagines in area 15 µm 15 µm sunt, eodem colore utens in vecte sicut intitulatum. (I) Simulatio geometriae ortae monolayer graphene electrodes in SEBS subiecta. (J) Simulatio extima tabula maximorum praecipuorum logarithmicorum in graphene monolayer et SEBS substrata ad 20% iactationem externam. (K) Comparatio rimae densitatis (columnae rubrae), volumen area densitatis (columnae flavae), et asperitas superficiei (columnae caeruleae) pro diversis grapheneis structurae.
Cum cinematographica MGG tenduntur, magna mechanismus est adiectio quod volumina possunt regiones graphenae ponte findi, reticulumque percolantem servans. Volumina graphene pollicentur quia decem micrometri longitudinis esse possunt et ideo rimas pontis fieri possunt, quae usque ad scalam micrometri morem sunt. Praeterea, quia libri multi laicorum ex graphene constant, ideo putantur se humilem resistentiam habere. In comparatione, reticulae relative densae (inferioris transmissionis) CNT retiaculis necessaria sunt ad facultatem comparandam conductivam traiectionis praebere, sicut sunt CNTs minores (paucae micrometri longitudinis) et minus conductores quam volumina. Contra, ut in fig. S12, cum graphene rimas in tendendo ad contentionem accommodandam, volumina non resiliunt, significans posterius in graphene subjecta illapsum esse. Causam quam non fissuram esse verisimile est ob structuram involutionem, ex multis grapheneis stratis compositam (~1 ad 2 0 µm longam, ~0.1 ad 1 µm latam, et ~10 ad 100 nm altam), quod habet. altiorem modulum efficax quam graphene unius iacuit. Ut a Green et Hersam relatum (42), retiacula metallica CNT (tubus diameter 1.0 um) consequi potest resistentias schedae humili <100 ohms/sq non obstante magna coniunctione inter CNTs. Cum volumina nostra graphene habere latitudines 0,1 ad 1 µm et G/G volumina multo ampliores arearum contactum habere quam CNTs, contactum resistentiae et areae contactus inter graphene et graphene volumina limitata non esse factores ad altam conductivity conservandam.
Graphene modulum multo altiorem quam SEBS subiectum habet. Tametsi efficax crassitudo graphenae electrodis multo minus quam subiectae est, rigor graphenae interdum crassitudo eius cum subiecto subiectae comparatur (43, 44), effectus in modica insula rigido resultans. Deformationem graphenae 1-nm crassae in SEBS subiectam simulavimus (vide Materias Supplementarias ad singula). Secundum eventum simulationis, cum 20% cantilena applicatur ad SEBS extrinsecus subiecta, mediocris cantilena in graphene est ~6.6% (fig. 4J et fig. S13D), quae observationibus experimentalibus congruit (vide fig. S13). . contentionem comparavimus in graphene exemplariato et regiones subiectas microscopio optica utentes, et contentionem in regione subiecta invenimus ut saltem bis in regione graphenae contendatur. Hoc indicat contentionem ad exemplaria electrode graphene applicata signanter coarctari posse, graphene rigidas insulas super SEBS formans (26, 43, 44).
Itaque facultas MGG electrodes ad altam conductivity sub alta cantilena conservandam verisimile est per duos mechanismos maiores: (i) Volumina pontes regiones disiunctas ad percolationem itineris conservandam, et (ii) schedae graphenae graphenae / elastomariae multilayer elabi possunt. super se invicem, unde in graphene electrodes eliquata reducta sunt. Multiplices stratae graphenae in elastomer translatae, stratae inter se non valde coniunctae sunt, quae in responsione intendere possunt (27). Codices etiam graphenei asperitatem stratarum augebant, quae adiuvant ad augendam separationem inter strata graphen et propterea lapsu graphenae stratis efficiunt.
Omnes machinae carbonis studiose prosecutae sunt propter sumptus humiles et altos throughput. In nos, omnes transistores carbonis fabricati sunt utentes portae graphenae fundum, top graphene principium/exhaurientem contactum, semiconductorem digestum CNT, et SEBS ut dielectricum (Fig. 5A). Ut in Fig. 5B ostensum est, machina omnis carbonis cum CNTs ut fons / exhaurit et porta (fundum fabrica) opaca est quam fabrica cum graphene electrodes (top fabrica). Causa est, quia retiacula CNT majores crassitudines requirunt, et proinde transmissiones opticas inferiores ad resistentias schedae graphenae similes (fig. S4) consequendas. Figura 5 (C et D) ostendit translationem repraesentativam et curvas output ante contentionem transistoris factae cum electrodes bilayer MGG. Canalis latitudo et longitudo transistoris extranei erant 800 et 100 µm, respective. Mensurata in/off ratio maior est quam 103 cum currentibus in interdum in gradibus 10−5 et 10−8 A, respective. Output curva specimen linearis et sa- turationis regiminum exhibet cum dependentia portae voltage clara, specimen contactus inter CNTs et graphene electrodes indicans (45). Contactus resistentiae cum graphene electrodes inferiorem esse observatus est quam cum Au film evaporationem (cf. fig. S14). Mobilitas transistoris extenti saturitas est circiter 5.6 cm2/Vs, similis eiusdem polymer-cont transistorum in rigidis Si substratis cum 300-nm SiO2 sicut stratum dielectricum. Melioratio praeterea mobilitatis fieri potest cum densitate optimized tubo et aliis speciebus tubulis (46).
(A) Schema graphene-substructio transistoris extenti. SWNTs, carbonis nanotubae muratae. (B) Imaginum transistorum extenti graphenei electrodes (top) et CNT electrodes (imo). Differentia perspicui in diaphane est. Translatio et output curvae graphenae fundatae transistoris in SEBS ante contentionem. (E et F) Transferre curvas interdum currenti ratione, ratione / ac mobilitas graphenae fundatae transistoris diversis modis.
Cum diaphanum, omne carbonis fabrica in directum parallelum crimini onerariis tenditur, degradatio minima observata est usque ad 120% cola. In extendens, mobilitas continue minuitur ab 5.6 cm2/Vs ad 0% cola ad 2.5 cm2/ Vs ad 120% distillans (Fig. 5F). Nos quoque transistorem pro diversis canalibus longitudinibus (vide mensam S1) comparavimus. Egregie, in contentione minore quam 105%, hi omnes transistores adhuc altam rationem (>103) et mobilitatem (>3 cm2/Vs) exhibuerunt. Praeterea totum opus recentis de transistoribus carbonis (cf. tabula S2) (47-52) perstringimus. Per machinam fabricationem optimizing in elastomoribus et utendo MGGs ut contactibus, nostri transistores omnes carbones bene operati sunt in terminis mobilitatis et hysteresis necnon valde extensibile.
Cum applicatio transistoris plene perspicui et extenti, eam mutandi LED (fig. 6A) temperare usi sumus. Ut in Fig. 6B ostensum est, viridis LED per totum carbonum fabricam directam supra positam clare perspici potest. Dum extendit ad ~100% (Fig. 6, C et D), lucis intensio ductus non mutat, quod cum supra descripto transistori obvenit (vide pellicula S1). Haec est prima relatio de unitatibus extentibilibus dicionis utentis electrodes graphene facta, novam possibilitatem pro electronicis graphene extensivis demonstrans.
(a) Ambitus transistoris ad pellendum LED. GND, Humi. (B) Imagines transistoris extenti et perspicui carbonis in 0% contenti supra viridis LED. (C) Omne carbolum translucidum et tractum transistoris ad LED mutandum usus est, ascendendo supra ductum ad 0% (reliquit) et ~100% contentum (rectum). Sagittae albae cuspis, sicut flavi figuli in fabrica ostendunt distantiam mutationem extendi. (d) Parte intuitu transistoris extenti, cum DUXERIT impulit in elastomorem.
In fine, graphennem conductivam elaboravimus perspicuam structuram quae altam conductivity sub magnis modis ut electrodes extensos conservat, per graphene nanoscrollas in graphene strata inter repositos. Hae structurae electrodis bi- trilayer MGG in elastomo ponere possunt 21 et 65%, respective, eorum conductivitates 0% in contentionem quantum ad 100%, ad plenam conductivity in 5% iacturam elaborandi ad electrodes monolayer typicae graphenae. . Viae conductivae additae cartis graphenae necnon debiles commercium inter strata translata conferunt ad stabilitatem conductivity superiori sub contentione. Porro hanc graphenam structuram adhibuimus ut transistores omnes extenti carbonis fabricarent. Hactenus, haec est graphene extensissima transistor cum optima diaphaneitate sine certaminibus adhibitis. Etsi studium praesens perductum est ut graphene pro electronicis elaborandis efficiat, hunc accessum ad alias 2D materias extendi posse credimus ut electronicis extenti 2D electronicis pateat.
Area CVD graphene magna in suspenso Cu foils crevit (99.999%; Alfa Aesar) sub constanti pressione 0.5 mtorr cum 50-SCCM (centum cubicum vexillum per minutum) CH4 et 20-SCCM H2 ut praecursores ad 1000°C. Utraque pars Cu foil graphene monolayer tegebatur. Tenuis stratum PMMA (2000 rpm; A4, Microchem) in una parte folii Cu- linitum erat, PMMA/G/Cu foil/G structuram formans. deinde, totum cinematographicum in 0.1 M ammonium persulfate maceratum [(NH4)2S2O8] solutionem circiter 2 horarum ad Cu foil erigunt. In hoc processu, graphene patens introrsum primum per limites frumenti discidit et deinde in volumina ob tensionem superficiei involutus est. Volumina in PMMA sustentata graphene superiori cinematographica affixa sunt, PMMA/G/G volumina formantia. Postea membranae in aqua deionizatae pluries lavabantur et in clypeo subiectae positae sunt, ut rigidum SiO2/Si vel plasticum subiectum. Cum primum cinematographicum adnexum substratum exsiccatur, specimen w ut sequentialiter in acetone maceratum, 1:1 acetone/IPA ( alcohol isopropyl), et IPA pro 30 singulis ad PMMA removendum. Membrana in 100°C pro 15 min calefacta sunt vel in pernoctatione vacuo asservabantur ut aqua comprehensa omnino removeretur antequam volumen aliud tabulatum G/G in eam translatum esset. Hic gradus erat ad declinationem graphenae cinematographicae e subiectae vitandae et plenam coverage MGGs in emissione tabulati cursoris PMMA caveat.
In morphologia structurae MGG observata est per microscopium opticum (Leica) et microscopii electronici intuens (1 kV; FEI). Vi atomica microscopii (Nanoscope III, Instrumenti Digitalis) operabatur in modo percutiendo ad singula volumina G observanda. Transparentia pellicula probata est ab spectrometro ultravioleto-visibili (Agilent Cary 6000i). Pro probationibus, cum contentionem in directum perpendicularem fluxus currentis, photolithographiae et O2 plasma adhibebantur ad structuras graphenae exemplares in fasciolis (~300 µm latum et ~ 2000 µm longum), et Au (50 um) electrodes thermopolia ponebantur utentes umbra larvis ad utrumque latus longum. Dein graphenae ligamenta coniuncta cum SEBS elastomo (~2 cm lata et ~5 cm longa), cum axis longi bracteae parallelae lateri brevis SEBS, quam sequitur BOE (oxide etch) (HF:H2O) (HF:H2O 1:6) etching et gallium indium eutecticum ut contactus electricam. Pro contentiones parallelae probatae, sine graphene structuris (~5 10 mm) translatae sunt in SEBS subiecta, cum axibus longis parallelis longi lateri SEBS substrato. Utrobique, totum G (sine G cartis) SEBS per longum elastomi latus in apparatu manuali extensum est, et in situ eorum resistentias mutationes sub contentione in statione in specillo cum semiconductore analysi (Keithley 4200 mettivimus) -SCS).
Magnopere extensum et perlucidum transistores carbonis in subiecto elastico fabricati sunt ab his processibus ad vitandum organicum damnum solvendo polymerorum dielectric et subiectorum. MGG structurae in SEBS ut portae electrodes translatae sunt. Ad obtinendum polymerum dielectricum (μm crassum 2 ) uniformem tenuem polymerum obtinendum, a SEBS toluene (80 mg/ml) solutio in octadecyltrichlorosilane (OTS) -modificata SiO2/Si substrata ad 1000 rpm pro 1 min erat. Tenuis dielectric cinematographica ex superficie hydrophobica OTS super SEBS subiecta facile graphene asparata obducta facile transferri potest. Capacitas fieri potuit deponendo liquido-metal (EGaIn; Sigma-Aldrich) vertice electrode ad determinandum capacitatem ut munus contendendi utendi LCR (inductance, capacitantia, resistentia) metri (Agilent). Altera pars transistoris ex semiconducto CNTs polymerorum digesta constabat, sequentes rationes relatas antea (53). Fons ortae / electrod haurientes in rigidis SiO2/Si subiectis fabricati sunt. Postmodum partes duae, dielectric/G/SEBS et CNTs/patellae G/SiO2/Si, laminae inter se, madefactae in BOE ad substratum rigidum SiO2/Si removendum. Ita transitores plane perspicui et extenti fabricati sunt. Electrical probatio sub contentione fiebat in tendens manuali ut praefata methodo.
Materia accessoria huius articuli praesto est apud http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/3/9/e1700159/DC1
fig. S1. Microscopia optica imagines monolayoris MGG in SiO2/Si subiectae diversis magnificationibus.
fig. S4. Comparatio schedularum duarum proberum resistentium et transmissionum DL um mono-, bi- et trilayer graphenae campestris (quadratis nigri), MGG (circulis rubris), et CNTs (triangulo caeruleo).
fig. S7. Commutatio resistentiae normalis monomachiae ac bilayer MGGs (nigrae) et G (rubri) sub 1000 cyclicae contentionem onerantium usque ad 40 et 90% collationem parallelam, respective.
fig. S10. SEM imago trilayer MGG in SEBS elastomo post cantilenam, ostendens longum volumen crucis super plures rimas.
fig. S12. AFM imago trilayer MGG in tenuissima SEBS elastomi ad 20% contentionem, ostendens volumen rimam transiisse.
mensam S1. Mobilitates transistores bilayris MGG-singularis carbonis nanotube muratae in diversis canalibus longitudinum ante et post contentionem.
Hic articulus apertus est distributus sub terminis Attributionis-Commercialis licentiae, quae usum, distributionem et reproductionem in aliquo medio permittit, dummodo usus inde usus non sit ad utilitatem mercatorum et dummodo opus primigenium proprie sit. citatis.
NOTE: Tantum rogamus electronicam electronicam tuam ut personam tibi commendes ut paginam cognoscat te eas videre velle, nec epistulam junkam esse. Nullam electronicam electronicam capimus.
Haec quaestio probandi est utrum sis visitator humanus et ne submissionibus automated spam.
Per Nan Liu, Alex Chortos, Ting Lei, Lihua Jin, Taeho Roy Kim, Vincitur-Gyu Bae, Chenxin Zhu, Sihong Wang, Raphael Pfattner, Xiyuan Chen, Robert Sinclair, Zhenan Bao
Per Nan Liu, Alex Chortos, Ting Lei, Lihua Jin, Taeho Roy Kim, Vincitur-Gyu Bae, Chenxin Zhu, Sihong Wang, Raphael Pfattner, Xiyuan Chen, Robert Sinclair, Zhenan Bao
© 2021 American Associationis ad profectum Scientiae. All rights reserved. AAAS socius HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef et COUNTER.Scientia Promovetur ISSN 2375-2548.
Post tempus: Jan-28-2021