北京大学电子学院张志勇团队在纸基碳纳米管CMOS晶体管与集成电路领域取得重要进展
2024/04/16
近年来,随着物联网概念的兴起,电子产品不断向轻薄化、柔性化、功能化和超低功耗的方向发展,纸基电子技术和特种功能电子电路在时代的召唤下应运而生。与传统电子器件相比,纸基电子器件具有重量轻、可回收和可生物降解等优点,有望发展环境友好型电子器件。另外,纸基衬底辐照俘获电荷少,抗辐照强,同时有望构建特种应用电子器件。因此,基于纸基实现具有特殊应用的超低功耗电路具有重要研究意义。但是目前研究所报道的纸基电子器件功能单一,多为传感器或单极型晶体管,低功耗纸基CMOS场效应晶体管与单元门电路仍难以实现。
近日,北京大学张志勇课题组与中国科学院苏州纳米所赵建文课题组合作,利用碳纳米管开关比高、化学稳定性好、机械强度高、准一维结构等优势,利用丝网印刷结合掺杂技术在纸质基底上制备了碳纳米管薄膜晶体管。团队发展了两种重要的调节器件的技术,第一,通过在原始p型晶体管上印刷环氧胺层,将其转化成n型晶体管,第二,通过调节碳纳米管薄膜的打印次数,有效控制晶体管的阈值和跨导。基于以上技术基础,首次在纸基衬底上构建了增强型碳纳米管CMOS晶体管,并基于此制备了多种印刷电路。所构建的纸基CMOS反相器能够实现0.2 V超低工作电压,0.0124 pW/μm的超低功耗和2 Mrad的抗辐照能力,这些性能展示了纸基碳纳米管集成电路在环境友好型电子学与抗辐照电子学等领域的应用前景。

图1:印刷增强型纸基碳纳米管晶体管

图2:超低功耗纸基CMOS反相器和NAND电路

图3:纸基抗辐照CMOS电路
相关成果以题为《利用纸基增强型碳纳米管晶体管制备的超低功耗和抗辐照互补金属氧化物半导体电子器件》(“Ultralow-power and radiation-tolerant complementary metal-oxide-semiconductor electronics utilizing enhancement-mode carbon nanotube transistors on paper substrates”)的论文,于8月27日在线发表于《先进材料》(Adv.Mater.2022, 2204066),中国科学院苏州纳米所王欣与北京大学电子学院朱马光博士为共同第一作者,北京大学电子学院张志勇教授与中国科学院苏州纳米所赵建文研究员为共同通讯作者。

论文截图
本工作得到了科技部国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的支持,上述成果充分展示了碳纳米管材料在低功耗以及抗辐照特性的巨大优势,有望应用于低功耗可穿戴物联网器件以及深空探测等领域。
文章来源北京大学新闻网,分享只为学术交流,如涉及侵权问题请联系我们,我们将及时修改或删除。
-
2026年1月高含金量国际学术会议合 12-12
-
第四届金融科技与商业分析国际学术会议 686
-
2026年第十一届复合材料与材料工程 1453
-
2025年机器视觉、智能成像与模式识 2126
-
2025年智能光子学与应用技术国际学 3284
-
2026年机械工程,新能源与电气技术 3476
-
2025年计算机科学、图像分析与信号 3917
-
2025年材料化学与燃料电池技术国际 3633
-
2026年交通数字化、人工智能与韧性 12-19
-
2026年社会文化与公共管理国际会议 12-19
-
2026年人文地理与语言研究国际会议 12-19
-
2026年社会发展与经济发展国际会议 12-19
-
2026年光伏材料、光电转换与可再生 12-19
-
2026年可持续发展与数字化社会国际 12-19
-
2026年管理科学、语言与教育国际会 12-19
-
2025年两院院士增选有效候选人2672
-
2025最新JCR分区及影响因子7552
-
好学术:科研网址导航|学术头条分3540
-
2025年国际期刊预警名单发布!3510
-
2025年中科院期刊分区表重磅发13412
-
中国科协《重要学术会议目录(207866
-
吉林大学校长张希:学术会议中的提4517
-
中国科大提出电化学一体化驱动策12-19
-
中国科大实现电泵浦片上集成高亮度12-19
-
西北农林科技大学【陕西新闻联播】12-19
-
中国科大实现片上非相干泵浦高品质12-19
-
中国科大中性原子量子计算研究成果12-19
-
炔烃远端C-O键的不对称活化转化12-19
-
研究揭示叶片内生真菌分子功能多样12-19
-
科研人员提出柑橘黄龙病防控新策略12-19
-
北京市清华大学 23222

-
北京嘉城信合汽配贸易有限公司 21155

-
光电材料器件网 8107

-
張家界中國國際旅行社 18157

-
香港机械工程师协会 23987

-
北京创维未来信息咨询中心 18031

-
烟台群英会议服务有限公司 24045

-
上海诗成文化发展有限公司 24285

-
FEWFEW 8252

-
WILL 2259

-
ggicecc 18146

-
西北工业大学 21295

-
江苏省交通科学研究院股份有限公司 18066

-
世联博研(北京)科技有限公司 8303

-
应用力学,机电一体化及智能化系统 21101

-
广州市香港科大霍英东研究院 24076

-
北京理工大学自动化学院 23277

-
南京世通展览服务有限公司 2253

-
大连理工大学 18497

-
北海春秋旅行社 23109

















801









































