美國研究人員成功使用奈米碳管主動矩陣背板製作出可撓式成像器(flexible imager)。此裝置適用於可見光以及X光範圍,可望用來製作大面積可撓式感應器網路,安裝於多種表面和物體之上,做為互動式表面和顯示器之用;工作於X光範圍的裝置則能應用於可攜式醫療成像設備。
奈米碳管薄膜電晶體非常適合用來在許多基板上製作低功率主動矩陣背板,像是可撓性塑膠基板等。事實上,先前已有研究將這類背板結合壓力感測器製作成電子皮膚(electronic skin),或結合有機發光二極體製作成可撓式顯示器。
最近,由Ali Javey領軍的加州大學柏克萊分校(UC Berkeley)與勞倫斯柏克萊國家實驗室(LBNL)團隊利用此背板製作出大面積可撓式成像器。他們把有機光偵測器(organic photodetector, OPD)單片整合至奈米碳管背板上。此背板的大小為2×1.5 cm,含有18×18個像素。他們選擇對可見光敏感的OPD材料做為光學成像之用,而藉由在成像器之上增加閃爍體薄膜(scintillator film),將入射的X光轉變成OPD能測到的可見光子,便可形成X光偵測器。
團隊成員Zhibin Yu說明,組成該背板的薄膜電晶體是由採用溶液製程且摻雜半導體的奈米碳管所製作,其載子遷移率高達50 cm2/Vs,且開關電流比高達106。相較之下,矽和有機半導體元件的遷移率往往少兩個數量級。
此大面積可見光成像器可望作為開發互動式表面的新平台,這類互動式表面可藉由層壓技術轉移至其他多種不同表面(例如可撓性塑膠),或用來描繪身體的活動,而可撓式X光偵測器則可應用於可攜式醫學成像設備。該研究團隊計畫將微透鏡陣列整合至裝置像素上,如此一來便能調整聚焦深度及增加影像銳利度。詳見Nano Lett.|DOI: 10.1021/nl403001r。 |