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纳米材料的行为与电路中的电子流动不同

  • 科技
  • 2019-08-22 11:53:23

通过在诸如箔,塑料或聚合物的软材料上印刷电子电路来生产柔性装置。它们重量轻,可折叠或弯曲而不会影响电子设备的功能。由于其广泛的应用潜力,它们正在迅速获得关注。可穿戴设备(如活动跟踪器)就是一个典型的例子。

近年来,越来越多地研究石墨烯基纳米复合材料以增强柔性电子器件的耐久性和韧性。然而,在建立材料的电子特性方面存在主要挑战,因为纳米材料的行为与电路中的电子流动不同。

在初步研究中,来自Chennai的SRM科学与技术研究所的研究人员已经证明了由石墨烯和聚偏二氟乙烯制成的纳米复合材料的电子特性。聚合物提供了柔韧性,而石墨烯则提高了电性能。

当用扫描隧道显微镜分析时,可以看到电子穿过势垒的运动,表明纳米复合材料在库仑阻塞区域具有隧道性质。

“库仑阻塞是一种特别在纳米级材料中观察到的现象。在常规导电材料中,存在传导电子的自由流动。但在纳米空间中并非如此,其中导电子形成强烈排斥力的云,阻止来自相邻分子的其他电子自由流动,并且该装置不再遵循欧姆定律。我们的纳米复合材料通过屏障表现出相当好的隧道性能来抵御这种封锁,“首席研究员Arijit Sen在接受印度科学电报采访时解释道。

纳米复合材料产生的另一个重大挑战是它们的再现性。研究团队通过采用熔融混合和铸造的制造技术克服了这一点。

对于在电子学中有效使用的纳米复合材料,它必须克服电流 - 电压行为的非线性响应,适当地展示电介质和电荷存储,承受高电势并促进电子的传导以用于纳米的开关模式操作 - 在电子设备中切换。

“为了实现这些参数,我们采用了面向缺陷的准石墨烯;也就是说,石墨烯材料中的一些碳键故意未完成,这导致电子有效地通过静电屏障转移,“森说。

击穿测试表明,纳米复合材料可以承受高压。这意味着它可以在各种电压应用中工作,而不会出现电气故障。

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