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Publicação
Fabrication and optimization of hybrid field-effect transistors on fibres
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Resumo(s)
Os dispositivos flexíveis à base de fibras prometem ter um impacto significativo na futura tecnologia wearable. Este trabalho, integrado no projeto 1D-NEON EU, documenta a fabricação e otimização de transístores de efeito de campo (FETs) em fios condutores para posterior implementação em fibras, promovendo o desenvolvimento dos smart textiles.
Os transístores-fibra foram fabricados seguindo uma estrutura gate-all-around, usando fio de prata com diâmetro de 200 e 500 μm como núcleo (elétrodo de porta), parileno depositado por deposição química de vapor como isolante, óxido semicondutor pulverizado (óxido de índio-gálio-zinco ou óxido de zinco-estanho) e, como elétrodos de fonte-dreno, Al evaporado com máscara de sombra ou Ag por screen-printing. Realizou-se uma análise detalhada da espessura de parileno necessária para o bom funcionamento de estruturas metal-isolante-metal (MIM) e transístores, em configurações planares e em fibra. Enquanto que, em estruturas planares, se verificou uma boa qualidade das propriedades isolantes com filmes de 500 nm de espessura, os fios requerem filmes de ≈ 1 μm, devido à rugosidade inicial do fio. Foram desenvolvidas três diferentes gerações de estruturas, otimizando não só o empilhamento de materiais e os processos de deposição, mas também as configurações para medição, que foram consideradas críticas para aceder de forma confiável às propriedades elétricas das estruturas à base de fibras.
Apesar da elevada tensão de operação, devido à espessa camada isolante, os transístores-fibra preparados abaixo de 150 °C apresentam mobilidades superiores a 10-2 cm2/V.s, Ion/Ioff > 102, sem degradação do desempenho após dobramento num raio de 45 mm.
Descrição
Palavras-chave
transístor de efeito de campo smart textiles transístor-fibra deposição química de vapor screen-printing