Science重磅，科学家首次制备出全二维材料印刷晶体管！

背景

近日消息， 爱尔兰 都柏林圣三一学院材料科学研究中心（AMBER）受研究人员率先研发出完全由二维纳米材料组成的印刷式晶体管。 这些二维材料集优异的性能和低成本优势于一身，在众多领域有巨大的应用潜力。这一突破可将很多产品的潜力释放出来，比如显示保质期的食品包装数字倒计时；当白葡萄酒处于最佳温度时提醒您的标签，甚至可显示当天的最佳时间预测。该研究成果刊登在了近期的顶级期刊——《Science》上。

该团队在Coleman教授的领导下，由GeorgDuesberg教授（AMBER）和Laurence Siebbeles教授（荷兰TU Delft）合作参与， 采用标准打印技术将石墨烯纳米片与两种其他纳米材料，即二硒化钨和氮化硼作为通道和分离器（晶体管的两个重要部分），从而形成全印刷全纳米片工作晶体管。

打印式电子元件在过去三十年中主要以可打印化的碳基分子为基础。尽管这些分子可以容易地变成可印刷的油墨，但是这些材料有些不稳定并且具有众所周知的性能缺陷。 过去有许多研究来解决这些缺陷，诸如使用碳纳米管或无机纳米颗粒作为替代材料，但是这些材料在性能或生产上亦不尽人意。 虽然打印式二维元件的性能尚不能与先进的晶体管进行比较，但研究团队相信，打印式晶体管仍然有性能提升的空间。

打印式二维纳米材料的技术是基于Coleman教授 规模化 制备二维纳米材料（包括石墨烯，氮化硼和二硒化钨纳米片）的方法，这一技术已被授权给Samsung和Thomas Swan公司。这些纳米片为厚度为几纳米，宽数百纳米的表面平坦粒子。

最为重要的是，纳米片由导电、绝缘或半导体等不同电学特性的材料制成，因此包括了所有的电子构件。液体化工艺的优势在于，其以易于加工成油墨的形式产生大量高质量的二维材料。Coleman教授所公布的成果以极低的成本发掘了打印电子元件的潜力，这将有助于实现从动态海报到智能标签等一系列的产品应用。