利用新型打印技术获得薄膜导电性能提升

据物理学家组织网6月2日报道，美国科学家设计出了一种新的打印过程，不仅比传统方法更迅捷，而且适用于多种有机材料，得到的有机半导体薄膜的性能也要优异10倍。研究人员在最新一期的《自然·材料学》杂志上表示，最新进展有望引领有机电子设备领域的新变革。

有机电子设备可以广泛应用于多个领域，但即便是目前性能最好的薄膜，其在导电方面也差强人意。为此，美国国防部下属的斯坦福直线加速器中心（SLAC）和斯坦福大学的研究人员设计了一种新的打印过程。他们发现，借用新方法，使用某些材料制造出的薄膜的导电能力是目前性能最好的薄膜的10倍。这些半导体薄膜可用来制造轻便且成本低廉的太阳能电池、柔性电子显示器和纤薄的传感器等。

该论文的主要作者、SLAC/斯坦福大学博士后刁颖（音译）说：“更重要的是，最新方法可以升级，从而满足工业需求。”

刁颖表示，在快速打印过程中，很容易出现墨流分布不均的情况，这会使得到的半导体晶体布满瑕疵，但在以前，很少有人想到通过控制液流来解决这一问题。为了有所突破，她对溶解有机材料的液体的流动进行了很好地控制。

在新方法中，刁颖设计出了一种打印刀片，其上嵌了一些细细的柱子（即晶体），柱子同墨水混合在一起，从而形成了一个整齐一致的薄膜。另外，由于晶体很容易在基座上随机形成，为此她在基座上设计了一系列巧妙的化学模式，抑制了“不守规矩的”晶体的形成，不让这些晶体冒出来。最后，刁颖团队制造出了大块的、几乎成一条直线的晶体长条（薄膜），电荷很容易流过其中。

该研究团队在斯坦福同步辐射光源（SSRL）实验室对获得的有机半导体进行了X射线研究，并根据研究结果对新方法进行了多次改进，最终，他们证明，这些排列整齐的晶体的性能至少是其他技术制造的晶体的10倍，其在结构上也更完美。

该研究团队也用另一种具有几乎完全不同的分子结构的有机半导体材料重复了这一实验，结果发现，获得的薄膜在质量上有很大提升。因此，他们相信，这一技术可以应用于多种材料。

该研究的另外两名主要调查者、斯坦福材料和能源科学研究所教授鲍哲南（音译）和SLAC的材料学家斯特凡·和曼斯菲尔德表示，接下来，他们打算找出材料和过程之间的隐藏关系。最新研究也让他们能更好地控制打印材料的电子属性，使其性能达到最优。

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