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 ad conservandum reticulum percolantem, qui praestantes conductivity ad altum modos dedit.Trilayer MGGs elastomis conservatis 65% primae conductionis suae ad 100 laborem sustentatur, quae 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% originis suae currentis output ad 120% iactationem (parallelum ad directionem onerariorum oneris).Hi transistores valde extenti et perspicui omnes carbonis transitores efficere poterant optoelectronics expansibiles peridoneos.
Electronica perspicua tractabilis est campus crescens, qui magnas applicationes in systematibus biointegratis provectis (1, 2) habet, ac potentia ad cum optoelectronics expansibiles ( 3 , 4), ad producendum roboticas molles et ostensiones sophisticatas.Graphene proprietates crassitudinis atomicae, altae perspicuitatis et conductivity altae valde desiderabiles ostendit, sed exsecutio eius in applicationibus extensivis adhibita est per tendentiam ad resiliendum in parvis modis.Limitationes graphenae mechanicas superantes efficere potuerunt novam functionem in perlucida machinis tractabilibus.
Proprietates singulares graphenae illam firmam faciunt candidatum ad posteros electrodes perspicui conductivi (5, 6).Comparatum cum conductore usitatis pellucidum, latium oxydatum plumbi [ITO;100 ohms/quadratum (sq) ad 90% diaphanum ], monolayer graphene increvit depositionis chemicae vaporis (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 electricam suam observantiam ut conductor flexibilis perspicuus, opera priora graphene hybridarum materias grapheneas cum uno -dimensionali (1D) argento nanowires vel nanotubis (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 suis proprietatibus mechanicis limitata est (17, 24, 25);graphena in- planam rigorem 340 N/m habet et modulum iuvenum 0.5 TPa (26).Fortis retis carbonis carbonis nullam vim dissipationis mechanismi ad contentionem applicatam praebet et ideo facile rimas minus quam 5% iactas.Exempli gratia, CVD graphene in polydimethylsiloxanem (PDMS) subiectam subiectam translatum potest tantum conductivitatem suam in minus quam 6% contentam conservare potest.Calculi theoretici ostendunt collapsum et commercium inter diversos stratas rigorem fortiter minui debere (26).Cum graphene in plures stratos iaciendo, traditur hanc graphenam bi- vel trilayer extendi ad 30% contentionem, exhibens 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 fons/destillant electrodes et materiam canalem conservare possunt functionem electricam usque ad 5% contentionem (32), quod est Insigniter infra valorem minimum requisitum (~50%) pro sensoriis sanitatis magna et electronic cute ( 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, intercalatis graphenis cartis (~1 ad 20 µm longis, ~0,1 ad 1 µm latis, et ~10 ad 100 nm altum) inter graphen strata.Hypothesimus has graphenae volumina posse vias conductivas praebere ad schedae graphenae rimas pontis, ita altam conductivity sub contentionem conservans.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 (fonte/haurientibus et porta) et semiconductibus CNTs, valde perspicuum et valde tractabile omnia carbonis transistores demonstrare potuimus, qui ad 120 extendi possunt. % contentionem (parallelam ad directionem onerariorum onerariis) retinent et 60% e currenti primigenii output retinent.Haec est perspicuissima transistoris carbonis fundati hucusque extensibilis, et satis praebet currenti ad inorganicum LED.
Ut ampla area diaphana graphene electrodes extensabilis efficere possit, elegimus graphenam CVD grandiorem 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 graphene 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 poterant, ut SiO2/Si, vitrum vel polymerum molle.Processus translationis hanc saepius repetens MGG structuram in eandem subiectam dat.
(A) Schematic illustratio procedendi fabricandi pro MGGs sicut electrode extenti.In graphene translatio, graphena posteriora in Cu foil, limitibus et defectibus fracta est, 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 monolayo (B) et in libro (C) regionis, respective.Insecta (B) imago magnificationis humilis est ostendens altiore 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 monolayri top-G/G structurarum volumine 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, coram multiplicium anulorum hexagonalium acervis apparent (fig. 1B).In zoomendo in librum singularem (Fig. 1C), magnum graphenae cancellorum quantitatem observavimus, cancellos in latitudine 0,34 ad 0,41 nm.Mensurae istae suggerunt floccis passim convolutos esse nec graphite perfectos esse, quae cancellos habet spatium 0,34 nm in "ABAB" tabulatum reclinatum.Figura 1D ostendit spectrum carbonis K-ora EEL, ubi cacumen 285 eV ab orbitali π* oritur, alterum circa 290 eV ob transitum orbitalis σ* oriundum est.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 voluminis structurarum structura et iacuit in 300-μm-latum et 2000-µm-longis fasciolis utentes photolithographiam.Repugnantiae duae probae ut munus canendi sub condicionibus ambientibus metiebantur.Praesentia librorum resistivity pro monolayer graphene per 80% reduxit 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 et modum 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, et postea 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 trilayi MGGs et G, ut functio perpendicularis (B) et parallela (C) tendat ad directionem fluere currentis.(D) Normalised resistentiae mutatio bilayri G (rubri) et MGG (nigr) sub cyclico distensio onerantium usque ad 50% perpendicularis cantilenae.(E) Normalised resistentiae 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- ac trilay MGGs ut functio n canendi.Fundum structura capacitoris est, ubi polymerus substratus est SEBS et polymerus dielectrici stratum 2-μm-densum SEBS est.
Ad contentionem dependens observantia MGG aestimandam, graphenam in thermoplasticam elastomum styrene-ethylene-butadiene-styrene (SEBS) substratum (~2 cm latum et ~5 cm longum transtulimus), et conductivitas mensurata erat prout substratum erat extensum. (vide Materia et Methodus) tam perpendicularis quam parallela directioni fluxus currentis (Fig. 2, B, C).Collaboratio dependens electrica mores cum incorporatione nanoscrolorum aucta et numeros grapheneorum stratorum crescentium.Exempli gratia, cum iactatio perpendicularis est ad fluxum currentis, ad graphene monolayer, addita voluminum contentionem aucta sunt ad fracturam electricam ab 5 ad 70%.Contentio tolerantiae graphenae trilayer etiam signanter emendatur cum graphene monolayer.Cum nanoscrolis, ad C% perpendicularem cantilenam, resistentia trilayer 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 cum contentione crescebant.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 aucta est ~100 vicibus 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 (ut 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) relatum est.
Ad aestimandas has membranas graphene-substructas sicut portae electrodes in machinis tractabilibus, stratum graphenum cum SEBS dielectrico strato (2 µm crasso) obtexuimus, ac dielectricam capacitatis mutationem tamquam functionem contentionem (vide Fig. 2F et Materias Accessiones obtexuimus) 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 manifesta incrementum capacitatis cum contentione, 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 inspiciamus de tolerantia conductivitatis electricae contentionem et melius separationem in stratis graphenae moderandis, CNTs aspergine iactantes usi sumus ut graphenae volumina reponeremus (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 ulteriores facultates suas ut electrodes electronicarum tractabilium cognoscant, morphologias MGG et G-CNT-G sub contentione systematice investigavimus.Microscopia optica et microscopia electronica (SEM) efficaces notificationes methodi non sunt, quia utrumque discrepantia colori caret et SEM artificia imagini subiecta in electronico intuens cum graphena in polymerorum subiecta (fig. S9 et S10).Ad graphenae superficiem sub cantilenam in situ observandam, 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 carbonis fundatae electrodes, rimas morphologias varias exhibent (fig. S11) (27).Crack area densitatis (area rima / area analysata definitur) graphenae multilayer minor est quam graphenae monolayer post cantilenam, 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, 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 trunci ac intitulatum.(I) Simulatio geometriae ortae monolayer graphene electrodes in SEBS subiecta.(J) Simulatio extima tabula maximorum principalium canticorum 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 cinematographicae MGG tenduntur, magna mechanismus est adiectio quod libri possunt regiones graphenae ponte findi, reticulumque percolantem servans.Volumina graphene pollicentur quia decem micrometrorum longitudine possunt esse et ideo rimas pontis quae ad scalam micrometri morem de more possunt esse.Praeterea, quia libri multi laicorum graphene constant, ideo putantur obsistere humilem.In comparatione, reticulae relative densae (inferioris transmissionis) CNT requiruntur ad facultatem comparandam conductivam traiectionis praebere, sicut sunt CNTs minores (paucae micrometri longitudinis typice) et minus conductores quam volumina.Contra, ut in fig.S12, cum graphene rimatur in tendendo ad laborem accommodandum, volumina non resiliunt, significans posterius in graphene subiecta esse labens.Causam quam non fissuram, 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 (42), retiacula metallica CNT (tubus diameter 1.0 um) consequi potest resistentias parvas schedae <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 (cf. fig. S13). .contentionem comparavimus in graphene exemplariato et regiones subiectas microscopio optica utentes, et contentionem in regione subiecta inveniebamus saltem bis contentionem esse in regione graphene.Hoc indicat contentionem ad exemplaria electrode graphene applicata signanter coarctari posse, graphene rigidas insulas super SEBS (26, 43, 44) formans.
Itaque facultas MGG electrodes ad altam conductivity sub alta cantilena conservandam verisimile est a duobus mechanismis maioribus parari: (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 est.Multiplices stratae graphenae translatae in elastomer, stratae inter se non valde cohaerent, quae in responsione ad contentionem labi possunt (27).Codices etiam graphenei asperitatem strati augent, 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 casu nostro, transistores omnes carbones 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/exhauriens 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 similes graphenae (fig. S4) consequendas.Figura 5 (C et D) ostendit translationem repraesentativam et curvas output ante contentionem pro transistore facto 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 interdum in gradibus 10−5 et 10−8 A, respective.Output curvae 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 extensionis saturitas est circiter 5.6 cm2/Vs, similis eiusdem polymer-CNT transistorum rigidorum Si substratis cum 300-nm SiO2 sicut strato dielectrico.Praeterea emendatio mobilitatis fieri potest cum densitate optimized tubi et aliis speciebus tubulis (46).
(A) Schema graphene-substructio transistoris extenti.SWNTs, carbonis nanotubae muratae.(B) Imagines transistorum extenti graphenei electrodes (top) et CNT electrodes (imo).Differentia perspicui in diaphane est.(C et D) 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).Etiam transistorem peractum pro diversis canalibus longitudinibus comparavimus (vide mensam S1).Egregie, in contentione quam 105%, omnes hi 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 optimizing fabricationem in elastomoribus et utendo MGGs ut contactibus, nostri transistores omnes carbones bene operati sunt in terminis mobilitatis et hysteresis ac valde extensae.
Cum applicatio transistoris plane perspicui et extenti, ea 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 transistore perficiendi supra (vide cinematographicum S1) descriptum est.Haec est prima relatio de unitatibus extensionis potestates factae electrodes graphene utens, novam possibilitatem pro electronicis grapheneis 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 expansibile transistorem ad LED mutandum usus est, ascendens supra DUCTUS ad 0% (reliquit) et ~100% contentum (rectum).Sagittae albae cuspis, sicut flavi figuli in fabrica ostendunt spatium mutationis 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 obtinet, a graphene nanoscrolls inter stratas graphene relatas.Hae structurae electrodae bi- trilayer MGG in elastomo ponere possunt XXI 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 debilis commercium inter strata translatis conferunt ad stabilitatem conductivity superiori sub contentione.Porro hanc graphenam structuram adhibuimus ut transistores omnes extenti carbonis fabricarent.Hactenus, haec est graphene extensissima, transistor subnixa cum optima diaphaneitate sine certaminibus adhibitis.Etsi studium praesens perductus est ut graphene pro electronicis enucleandis efficere possit, accessum hunc ad alias 2D materias extendi posse credimus ut electronicis extentibilibus 2D efficiatur.
Area CVD graphene magna in suspenso Cu foils nata est (99.999%; Alfa Aesar) sub constanti pressione 0.5 mtorr cum 50-SCCM (centum cubicum vexillum per minutum) CH4 et 20-SCCM H2 praecursores ad 1000°C.Utrumque bracteolae Cu graphene monolayer tegebantur.Tenuis iacuit PMMA (MM rpm; A4, Microchem) in una parte folii Cu- linita 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 per limites frumenti primum laceravit et deinde in cartis propter superficiem tensionis involutus est.Volumina in PMMA fulta graphene superiori cinematographica affixa sunt, AMMA/G/G volumina formantia.Postea membranae in aqua deionizatae pluries lavabantur et in clypeo subiectae positae sunt, ut rigidum SiO2/Si vel plasticum subiectum.Ut primum cinematographicum adnexum in subiecto exaruit, specimen w ut sequentiter 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 conservata 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 tabulatorum cursorium PMMA.
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 percutiendi singula volumina G observandi.Transparentia pellicula probata est ab spectrometro ultravioleto-visibili (Agilent Cary 6000i).Pro probationibus, cum contentionem in directum perpendicularis currentis flueret, photolithographiae et O2 plasma adhibita sunt ad structuras graphenae exemplaris in ligaturas (~300 µm latum et ~2000 µm longum), et Au (50 um) electrodes thermopolia adhibita erant. umbra larvis ad utrumque latus longum.Dein graphenae ligaturae tanguntur cum SEBS elastomo (~2 cm lato et ~5 cm longo), cum axe longi lini paralleli lateri brevitati SEBS, quam sequitur BOE (oxide etch) (HF:H2O. 1:6) etching et gallium indium eutecticum ut contactus electricam.Parallelas contentiones probationes, sine graphene structuris (~5 10 mm) translatae sunt in SEBS subiecta, cum axibus longis parallelis longi lateri SEBS substrato.Utrobique, tota G (sine G cartis) SEBS per longum elastomi latus in apparatu manuali extendebatur, et in situ eorum resistentias mutationes sub contentione in statione semiconductoris analysoris (Keithley 4200) metavimus. -SCS).
Magnopere extensum et perspicuum transistores carbonis in subiecto elastico fabricati sunt ab his modis ad vitandum organicum damnum solvendo polymi dielectric et subiectum.MGG structurae in SEBS ut portae electrodes translatae sunt.Ad obtinendum polymerum dielectrici stratum dielectricum tenuissimum uniforme (2 µm crassum), a SEBS toluene (80 mg/ml) solutio in octadecyltrichlorosilane (OTS) -modificata SiO2/Si substrata ad 1000 rpm pro 1 min erat.Pellicula dielectrica tenuis facile transferri potest ex superficie hydrophobica OTS in SEBS subiecta, graphene asparata obtecta.Capacitas fieri potuit deponendo verticem electrode liquido-metallum (EGaIn; Sigma-Aldrich) ad determinandum capacitatem tamquam functionem colendi utendi LCR (inductionem, capacitatem, resistentiam) metri (Agilent).Altera transistoris pars semiconducting CNTs polymerorum digesta constabat, sequentes rationes ante relatas (53).Fons ortae / electrod exhauriunt in rigidis SiO2/Si subiectis fabricata sunt.Postmodum partes duae, dielectric/G/SEBS et CNTs/patellae G/SiO2/Si, laminae inter se, madefactae in BOE, ut rigidum SiO2/Si subiectum removerent.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 duorum schedae probe resistentiae et transmissionum DL um mono-, bi- et trilayer graphenae campestris (quadratorum nigrorum), MGG (circulorum rubri), et CNTs (trianguli caerulei).
fig.S7.Commutatio resistentiae normalis monomachiae et 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 tenuissimis SEBS elastomis ad 20% contenta, ostendens volumen rimam traiecisse.
mensam S1.Mobilitates transistores bilayris MGG-singularis carbo nanotube munitis in diversis canalibus longitudinum ante et post cola.
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 dum opus primigenium proprie est. citatis.
NOTE: Tantum tuam electronicam electronicam rogamus ut personam quam paginam commendas ut cognoscat te eas videre velle, nec epistulam junkam esse.Nullam electronicam electronicam capimus.
Haec quaestio est explorare 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.Scientiae progressuum ISSN 2375-2548.
Post tempus: Jan-28-2021