TFT flessibili grazie ai nanotubi di carbonio

TFT flessibili grazie ai nanotubi di carbonio

I nanotubi di carbonio, terra promessa dell'elettronica moderna, utilizzati per realizzare una pellicola di transistor flessibile

di Andrea Bai pubblicata il , alle 15:52 nel canale Periferiche
 

Una collaborazione tra ricercatori giapponesi e finlandesi ha permesso di sviluppare una tecnica di processo che può consentire di produrre dispositivi elettronici flessibili ad elevate prestazioni, grazie all'impiego di nanotubi di carbonio e di substrati in materiale plastico.

All'interno del contesto di un progetto collaborativo dell'Industrial Technology Research Grant Japan-Finland del NEDO (New Energy and Industrial Tecnology Development Organization), il professor Yutaka Ohno dell'Università di Nagoya ed il professor Esko I. Kauppinend dell'Università Aalto hanno dimostrato la possibilità di utilizzare un nuovo processo in maniera semplice e rapida e senza aggravi di costi per realizzare TFT (Thin Film Transistor) basati su nanotubi di carbonio impiegando un materiale plastico come substrato. Grazie a questo processoi ricercatori sono stati in grado di realizzare il primo circuito logico sequenziale al mondo impiegando nanotubi di carbonio.

I TFT flessibili sono stati prodotti fino ad oggi impiegando una serie di materiali semiconduttori tra i quali il silicio e l'ossido di zinco, che richiedono tuttavia tecniche di produzione complesse e dispendiose, come la deposizione a vuoto o la reticolazione polimerica ad elevata temperatura. Vi è l'alternativa rappresentata dai semiconduttori organici, che tuttavia sono caratterizzati da una bassa mobilità elettronica hanno qualche problema di stabilità chimica.

I nanotubi di carbonio, proprio grazie ad una maggiore stabilità chimica e ad una più elevata mobilità elettronica, sembrano candidati ideali per la realizzazione di TFT. Le tecniche di produzione di TFT basati su nanotubi di carbonio usate fino ad ora non sono però state in grado di rispondere adeguatamente alle aspettative, dal momento che alcune fasi del processo di produzione vanno a compromettere le proprietà di conduzione dei nanotubi.

Per la realizzazione di TFT basati su nanotubi di carbonio viene di norma impiegato un processo produttivo che prevede la sospensione dei nanotubi all'interno di una soluzione mediante sonicazione (bombardamento di ultrasuoni). In questa maniera i nanotubi riducono la loro lunghezza e, per via della presenza di impurità residue causate dal processo di dispersione, la mobilità del TFT così prodotto risulta essere di 1cm2/Vs. Ne consegue un'elevata difficoltà nella produzione di TFT omogenei e che possano offrire elevate prestazioni.

Il team di ricerca ha invece adottato un approccio differente che prevede dapprima la crescita dei nanotubi utilizzando un normale processo di deposizione di vapori ed in seconda battuta la selezione dei nanotubi ed il loro trasferimento su un substrato polimerico mediante una tecnica di filtrazione a fase gassosa. In questo modo i nanotubi sono scevri da impurità e mantengono la loro lunghezza originaria, permettendo di realizzare TFT dalle maggiori prestazioni con mobilità di 35cm2/Vs. Secondo le dichiarazioni dei ricercatori la filtrazione a fase gassosa permetterebbe inoltre l'impiego di qualunque materiale substrato.

Le prestazioni raggiunte dai TFT che i ricercatori hanno sviluppato con questo metodo sono più elevate rispetto a quelle possibili con i semiconduttori organici e con i TFT basati su nanotubi di carbonio realizzati con altre tecniche. Il livello prestazionale è pari a quello del silicio policristallino a bassa temperatura e ai TFT basati su ossido di zinco, che sono tuttavità prodotti con processi di gran lunga più complessi.

I ricercatori hanno inoltre avuto modo di effettuare alcuni test impiegando i TFT così prodotti per realizzare oscillatori ad anello e flip-flop. E' stato possibile raggiungere operazioni ad elevata velocità con un ritardo di 12 microsecondi per gate logico. I flip-flop così realizzati sono i primi circuiti logici sequenziali sincroni basati su nanotubi di carbonio.

11 Commenti
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Verro08 Febbraio 2011, 22:59 #1
ma è decenni che si parla di questi nanominchie dappertutto...nella medicina, nei computer, nelle macchine (si, per non far appannare i vetri), ma invece di chiaccherare quando è che si inizia a vedere qualcosa? sembra che siano la salvezza del mondo, ma io ancora non ho visto niente di concreto fatto con questi cosi...se ne parla tra trent'anni?
Donuts08 Febbraio 2011, 23:29 #2
Solo per dire che trattamenti nanotecnologici in campo automotive sono già in commercio: protezione vernice per tempi lunghissimi e vetri - anti appannamento e anti acqua. Costi elevati e consigliano l'uso di guanti in nitrile per l'applicazione...
Daikinab08 Febbraio 2011, 23:35 #3

Al Trol Verro:

Guarda che se ci tieni tanto a vedere una di queste che tu chiami "nanominchie" è sufficiente che ti guardi nelle mutande.
sbudellaman09 Febbraio 2011, 00:08 #4
Originariamente inviato da: Verro
ma è decenni che si parla di questi nanominchie dappertutto...nella medicina, nei computer, nelle macchine (si, per non far appannare i vetri), ma invece di chiaccherare quando è che si inizia a vedere qualcosa? sembra che siano la salvezza del mondo, ma io ancora non ho visto niente di concreto fatto con questi cosi...se ne parla tra trent'anni?


che io sappia applicazioni delle nanominchie esistono già.
Ad esempio tramite il fullerene è una "palla" microscopica, un insieme di atomi di carbonio che si uniscono a formare una struttura sferica. E' molto utilizzata per creare lubrificanti, perchè le palle permettono di far scivolare le parti in movimento. Vi sono poi un bel pò di applicazioni in medicina.
I nanotubi diciamo che non sono ancora stati sfruttati per bene, ma ci sono già tante ricerche su led, laser, e addirittura materiali decine e decine di volte più resistenti dell'acciaio ma 6 volte più leggeri. Ma c'è molto di più... siamo ancora lontani, ma prima o poi arriveremo anche a realizzare vere e proprie nanomacchine. Diciamo che è uno studio molto a lungo termine (anche se alcune applicazioni te le ho già elencate) ma di importanza fondamentale.
Sono tecnologie dal potenziale immenso, fra qualche decina di anni forse vedremo già qualcosa di davvero molto interessante, magari ti ricorderai anche di queste mie parole

Insomma, a sentir parlare delle nanominchie degli scienziati, fra nanopalle e nanotubi viene un pò da ridere, però vedrete che i risultati ci saranno...
!fazz09 Febbraio 2011, 11:40 #5
Originariamente inviato da: Daikinab
Guarda che se ci tieni tanto a vedere una di queste che tu chiami "nanominchie" è sufficiente che ti guardi nelle mutande.


al via gli insulti 7gg
!fazz09 Febbraio 2011, 11:44 #6
Originariamente inviato da: Verro
ma è decenni che si parla di questi nanominchie dappertutto...nella medicina, nei computer, nelle macchine (si, per non far appannare i vetri), ma invece di chiaccherare quando è che si inizia a vedere qualcosa? sembra che siano la salvezza del mondo, ma io ancora non ho visto niente di concreto fatto con questi cosi...se ne parla tra trent'anni?


vediamo di moderare il linguaggio.


che poi tali tecnologie abbiamo per ora un ambito pratico molto ristretto e relegato a soluzioni cutting-edge non per il consumo di massa è un dato di fatto la tecnologia è ancora immatura, troppo costosa e con una produzione troppo variabile per un consumo di massa

pensa ad esempio ai sistemi microelettromeccanici 20 anni fà erano pura fantascienza, 10 anni fà erano legati solamente all'industria bellica (principalmente sistemi inerziali per guidemissili) e nel 2005 la tecnologia è divenuta matura e poco costosa per un uso di massa: prima la wii poi gli smartphone e ora praticamente mettono un mems 9df dappertutto
Fiordy09 Febbraio 2011, 11:46 #7
Mi ha sempre interessato questo argomento, nonostante anche io la vedo come tecnologia che verrà proposta "molto più in là", anche se sicuramente saranno già stati sviluppati dispositivi, e aggeggi vari con queste nanotecnologie!
Shivan man09 Febbraio 2011, 12:46 #8
Originariamente inviato da: Verro
ma è decenni che si parla di questi nanominchie dappertutto...nella medicina, nei computer, nelle macchine (si, per non far appannare i vetri), ma invece di chiaccherare quando è che si inizia a vedere qualcosa? sembra che siano la salvezza del mondo, ma io ancora non ho visto niente di concreto fatto con questi cosi...se ne parla tra trent'anni?


Difficilmente una nuova tecnologia si può diffondere in massa appena viene presentata o se ne parla. Ora il fenomeno di "ansia" generato è superiore perchè c'è molta più informazione sugli argomenti tech rispetto ad un tempo, sopratutto grazie ad internet, mentre una volta o si leggevano riviste specializzate o non se ne sapeva nulla finchè non si vedevano i primi prodotti. Ad esempio io ricordo di aver letto di prototipi di schermi flessibili con gli oled almeno una quindicina di anni fa. Penso che la ricerca, sempre sugli oled, sia in corso da almeno 50-60 anni, ma pochi lo sapevano.
Verro09 Febbraio 2011, 12:47 #9

Io Troll?

Forse non sai che sono iscritto dal 2002 e in 9 anni NON sono MAI stato nemmeno sospeso un giorno...il mio è stato solo uno "sfogo" in quanto sento parlare da anni di queste nanotecnologie e non ho mai visto vere applicazioni pratiche. Scusate se ho avuto toni un pò accesi, ma ero solo un pò stufo di leggere che queste nanotecnologie sono la panacea di tutti i mali, ma alla fine applicazioni veramente concrete non ce ne sono...potrei mettere oltre 100 link di tecnologie che subiscono grossi passi avanti grazie ai nanotubi, ma NESSUNA o quasi di loro è mai stata applicata...allora dico: smettiamo di parlarne finché non saremo in grado di lanciare qualcosa di concreto sul mercato..
!fazz09 Febbraio 2011, 18:29 #10
Originariamente inviato da: Verro
Forse non sai che sono iscritto dal 2002 e in 9 anni NON sono MAI stato nemmeno sospeso un giorno...il mio è stato solo uno "sfogo" in quanto sento parlare da anni di queste nanotecnologie e non ho mai visto vere applicazioni pratiche. Scusate se ho avuto toni un pò accesi, ma ero solo un pò stufo di leggere che queste nanotecnologie sono la panacea di tutti i mali, ma alla fine applicazioni veramente concrete non ce ne sono...potrei mettere oltre 100 link di tecnologie che subiscono grossi passi avanti grazie ai nanotubi, ma NESSUNA o quasi di loro è mai stata applicata...allora dico: smettiamo di parlarne finché non saremo in grado di lanciare qualcosa di concreto sul mercato..


quale parte della frase moderare il linguaggio non ti è chiara?

poi detto sinceramente se tu non hai mai visto applicazioni dei nanotubi la colpa non è degli altri utenti, applicazioni esistono ma sono prototipali visto i costi e la difficoltà di produzione dei nanotubi

ammonizione e che sia l'ultima

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