柔性電子的概念

柔性電子是一門新興的科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，也就是一種技術(shù)的通稱，是將有機(jī)/無機(jī)材料電子器件制作在柔性/可延性基板上的新興電子技術(shù)。建立在柔性和可延性基板之上的新興電子技術(shù)通稱為柔性電子技術(shù)。

在人們的印象中，有機(jī)材料，如塑料等，都是很好的絕緣體，很少有人會(huì)想到塑料也能導(dǎo)電。近年來，由于對(duì)導(dǎo)電高分子的研究有了新突破，有機(jī)材料可以從傳統(tǒng)的絕緣體變成可導(dǎo)電的半導(dǎo)體，柔性電子便應(yīng)運(yùn)而生?，F(xiàn)代化學(xué)等技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了柔性電子這樣一門學(xué)科的發(fā)展。

柔性電子也會(huì)把它稱為有機(jī)電子，還被叫做塑料電子、納米電子、印刷電子、聚合體電子等等。相對(duì)于傳統(tǒng)電子，柔性電子具有更大的靈活性，能夠在一定程度上適應(yīng)不同的工作環(huán)境，滿足設(shè)備的形變要求。但是相應(yīng)的技術(shù)要求同樣制約了柔性電子的發(fā)展。首先，柔性電子在不損壞本身電子性能的基礎(chǔ)上的伸展性和彎曲性，對(duì)電路的制作材料提出了新的挑戰(zhàn)和要求；其次，柔性電子的制備條件以及組成電路的各種電子器件的性能相對(duì)于傳統(tǒng)的電子器件來說仍然不足，也是其發(fā)展的一大難題。近年來，柔性電子領(lǐng)域的研究異?；馃?，使得該領(lǐng)域的發(fā)展日新月異并取得了長足的進(jìn)展。

柔性電子的應(yīng)用

柔性電子制造的關(guān)鍵包括制造工藝、基板和材料等，其核心是微納米圖案化（Micro- and Nanopatterning）制造，涉及機(jī)械、材料、物理、化學(xué)、電子等多學(xué)科交叉研究。

柔性電子以其獨(dú)特的柔性/延展性以及高效、低成本制造工藝，在信息、能源、醫(yī)療、國防等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景，如RFID、薄膜太陽能電池板、柔性顯示、有機(jī)電致發(fā)光（OLED）顯示與照明、化學(xué)與生物傳感器、柔性光伏、柔性邏輯與存儲(chǔ)、柔性電池、可穿戴設(shè)備、還有電子皮膚（Skin Patches）/人工肌肉等多種應(yīng)用。柔性電子除整合電子電路、電子組件、材料、平面顯示、納米技術(shù)等領(lǐng)域技術(shù)外，同時(shí)橫跨半導(dǎo)體、封測、材料、化工、印刷電路板、顯示面板等產(chǎn)業(yè)，可協(xié)助傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，如塑料、印刷、化工、金屬材料等產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型，提升產(chǎn)業(yè)附加值，因此柔性電子技術(shù)的發(fā)展必將為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和人類生活帶來革命性的變化。

柔性電子器件的材料

碳納米管

碳納米管憑借它本征載流子遷移率高的特點(diǎn)，導(dǎo)電性和機(jī)械靈活性而成為用于柔性電子學(xué)的有前途的材料，既作為場效應(yīng)晶體管（FET）中的溝道材料又作為透明電極。管狀碳基納米結(jié)構(gòu)可以被設(shè)想成石墨烯卷成一個(gè)無縫的圓柱體，它們獨(dú)特的性質(zhì)使其成為理想的候選材料。因?yàn)樗鼈兙哂懈叩墓逃休d流子遷移率和電導(dǎo)率，機(jī)械靈活性以及低成本生產(chǎn)的潛力。另一方面，薄膜基碳納米管設(shè)備為實(shí)現(xiàn)商業(yè)化提供了一條實(shí)用途徑。John A. Rogers與鮑哲楠教授分別發(fā)表了專題文章描述了基于CNT的柔性器件的處理和應(yīng)用，回顧了柔性電子器件中碳納米管的最新進(jìn)展。

氧化錫

氧化鋅是一種眾所周知的寬帶隙半導(dǎo)體材料（室溫下3.4 eV，晶體），它有很多應(yīng)用，如透明導(dǎo)體，壓敏電阻，表面聲波，氣體傳感器，壓電傳感器和UV檢測器。并因?yàn)榭赡軕?yīng)用于薄膜晶體管方面正受到相當(dāng)?shù)年P(guān)注。同時(shí)氧化鋅還具有相當(dāng)良好的生物相容性，可降解性。E.Fortunato教授介紹了基于氧化鋅的新型薄膜晶體管所帶來的主要優(yōu)勢，這些薄膜晶體管在下一代柔性電子器件中非常有前途。