新方法可以扩展简化弹性半导体的制造

柔软、有弹性的半导体和电路可以推动可穿戴医疗设备和其他新兴技术的发展，但高性能电子产品制造起来既困难又昂贵。宾夕法尼亚州立大学领导的一个研究团队计划通过一种新的制造方法使该过程更容易、更便宜。

他们于11月28日在NatureElectronics上发表了他们的方法。

该过程被称为横向相分离诱导微网格(LPSM)策略，涉及混合半导体和弹性体(或橡胶)并旋涂液体混合物前体以制造橡胶状半导体薄膜。旋涂薄膜自动触发一种称为横向相分离的机制，可在几秒钟内生成微网格结构​​。

工程科学与力学副教授、生物医学工程和材料科学与工程副教授DorothyQuiggle职业发展副教授DorothyQuiggleYu表示，类似于篮子编织的微网材料是允许机械拉伸的组成部分。

“用于制造弹性半导体的LPSM薄膜有望同时实现高效的电荷传输和机械拉伸性，”Yu说。

研究人员使用LPSM方法创建了p型和n型半导体，其主要载流子分别是空穴和电子。Yu表示，使用这两种半导体类型，研究人员创造了晶体管、逆变器和光电探测器等软电子设备，这些设备可以在很大程度上拉伸同时保持功能。此外，研究人员还创造了一种称为心外膜贴片的橡胶状生物电子设备，并将其植入啮齿动物体内。

“当老鼠的心脏随着心跳扩张和收缩时，完全由橡胶制成的心外膜贴片也随之移动，”Yu说。“我们用贴片同时记录了多个电生理读数通道。在心脏的多个部位进行记录对于识别心律失常等心脏问题很重要。”

Yu表示，展望未来，研究人员希望进一步优化LPSM工艺并研究半导体材料的详细特性。他们还计划在各种高性能集成电子和功能系统中使用LPSM半导体薄膜。