p Pesquisadores japoneses estabeleceram um processo para formar transistores de película fina orgânica (TFTs), conduzindo todo o processo de impressão em temperatura ambiente em condições atmosféricas ambientais. p Eletrônica impressa, o campo no qual os dispositivos eletrônicos são produzidos por meio da impressão de materiais funcionais em forma de tinta, sem a necessidade de equipamentos de fabricação grandes e caros, tem chamado a atenção nos últimos anos como uma nova tecnologia de baixo custo, fabricação de dispositivos semicondutores em grandes áreas. Usando plástico e outros substratos flexíveis, espera-se que a tecnologia abra caminhos para a produção em massa de dispositivos por processamento rolo a rolo ou para novas aplicações, como dispositivos vestíveis. Contudo, a eletrônica impressa convencional requer muitos processos de alta temperatura, variando de 100 a 200 ° C. Como substratos de plástico, como filme PET geralmente têm baixa resistência ao calor, tem havido pedidos para o desenvolvimento de um processo de impressão de baixa temperatura que não envolva processos de alta temperatura e que seja aplicável a uma ampla gama de materiais. Contudo, tal processo não foi realizado até o momento.

p Nesta pesquisa, a equipe estabeleceu "eletrônicos impressos em temperatura ambiente", por meio dos quais dispositivos eletrônicos podem ser fabricados por meio da realização de todos os processos de impressão em temperatura ambiente em condições atmosféricas ambientais, sem aumentar a temperatura em até 1 ° C. A eletrônica impressa convencional requer principalmente processos de alta temperatura para sinterizar a tinta de nanopartículas de metal a ser usada como eletrodos. Uma vez que as nanopartículas de metal convencionais têm usado materiais isolantes como ligantes para dispersar as nanopartículas na tinta, as nanopartículas precisaram ser sinterizadas para se obter um filme metálico condutor.

p Nesta pesquisa, a equipe conseguiu formar um filme de metal sem sinterização pós-revestimento, usando moléculas aromáticas condutoras como ligantes de nanopartículas metálicas. O filme fino obtido atingiu uma resistividade de 9 × 10-6 Ω cm. Além disso, formando padrões hidrofílicos / hidrofóbicos microscópicos na superfície, a equipe padronizou nanopartículas de metal condutor e semicondutores orgânicos por um processo à temperatura ambiente, e fez transistores de filme fino orgânico, formando todos os eletrodos de fonte e dreno, semicondutores orgânicos e eletrodos de porta por impressão em temperatura ambiente. TFTs orgânicos formados em um substrato de plástico e um substrato de papel, respectivamente, indicaram uma mobilidade média de 7,9 e 2,5 cm2V-1 s-1. Este valor excede em muito a mobilidade média dos TFTs de silício amorfo a 0,5 cm2 V-1s-1 e quase corresponde à mobilidade dos IGZO TFTs produzidos em massa (até 10 cm2 V-1 s-1).

p Ao fabricar monitores, etc. por eletrônicos impressos, os circuitos precisam ser impressos em substratos flexíveis com uma precisão posicional maior do que vários mícrons. Plástico flexível e substratos de papel, que são fracos contra o calor, ficou deformado ou distorcido sob as temperaturas de processamento convencionais, levando a uma precisão comprometida. Ao conduzir todos os processos de fabricação à temperatura ambiente, será possível controlar completamente a deformação térmica dos substratos e imprimir microcircuitos com alta precisão. Além disso, os processos de produção à temperatura ambiente em condições atmosféricas ambientais seriam, em princípio, possibilitar a produção de dispositivos eletrônicos na superfície de materiais extremamente fracos contra as mudanças ambientais, como biomateriais. Espera-se que essa conquista leve a aplicações em diversos campos, incluindo saúde e bioeletrônica.

p Os resultados da pesquisa serão publicados na revista Materiais Funcionais Avançados , no futuro próximo.