Forskning: Bäddar för flexibel elektronik

Forskare vid Chalmers har utvecklat en typ av grafen som kan framställas enkelt, men som ändå har hög ledningsförmåga. Enligt forskarna är det ett genombrott som öppnar för fler användningsområden inom flexibel och töjbar elektronik.

Grafen är världens tunnaste material – bara en atom tjockt – och har extremt hög elektrisk ledningsförmåga. Fast hittills har det enbart gällt för grafen som har framställts med komplexa och därmed dyra tillverkningsmetoder, vilket sätter käppar i hjulet för volymtillverkning.

Nu har forskare på Chalmers utvecklat en förvånansvärt hög ledningsförmåga hos en typ av grafen, kallad CVD-grafen, som odlas på opolerad kopparfolie och överförs till en lamineringsfolie (EVA/PET) med hjälp av en vanlig kontorslaminator och våtetsning av koppar. Bärarmobiliteten – alltså elektronernas rörlighet i materialet – ökade upp till åtta gånger efter att det aktuella grafenet hade exponerats för 60°C i några timmar,

Munis Khan

– Denna slutsats visar att även billiga och flexibla grafenenheter fortfarande kan ha en väldigt hög bärarmobilitet, säger Munis Khan, doktorand vid institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap på Chalmers i ett pressmeddelande.

Forskarna hoppas att deras upptäkt kan bana väg för tillämpningar inom grafennanoelektronik.

– Grafens höga elektronrörlighet visar på att det har stor potential för bredbandskommunikation och höghastighetselektronik som arbetar med terahertz-omkopplingshastigheter. Dessutom gör de andra materialegenskaperna, såsom hög kemisk stabilitet, utmärkt transparens och elektrisk känslighet mot biokemikalier att det är ett utmärkt material för bland annat displayer och biosensorer.

Just nu studerar forskarna om den nya typen av grafen kan användas i tillämpningar som kräver flexibel och töjbar elektronik. Här handlar det exempelvis om elektronisk hud och bärbara elektroniska produkter som kräver hög flexibilitet och töjbarhet.

– I vår forskargrupp har vi för avsikt att använda sådana filmer av grafen för att göra extremt känsliga biosensorer, terahertz-detektorer och högfrekventa enheter, applikationer som också kräver hög bärarmobilite, säger Munis Khan i pressmeddelandet.

Forskarna har skrivit en artikel i vilken de föreslår en enkel metod för att tillverka billiga grafenenheter på flexibla substrat med hög bärarmobilitet.

– Egenskaperna begränsas förmodligen bara av CVD-processen och renheten hos kopparen, konstaterar Munis Khan.

Här kan du läsa den vetenskapliga artikeln (länk).