來自韓國(guó)科(kē)學(xué)技(jì )術學(xué)院(Korea Advanced Institute of Science and Technology，KAIST)的團隊研發了一種用(yòng)于場效應晶體(tǐ)管的高性能(néng)超薄聚合絕緣體(tǐ)。他(tā)們用(yòng)汽化單體(tǐ)在多(duō)種表面成功制備出聚合膜，比如塑料，這些普适的絕緣體(tǐ)為(wèi)将來在電(diàn)子設備上的應用(yòng)打下了基礎。這項研究結果在線(xiàn)發表于3月9日的《自然·材料》(Nature Materials)雜志(zhì)上。

　　我們日常生活使用(yòng)的現代電(diàn)子設備中(zhōng)，從手機、電(diàn)腦到平闆顯示器，場效應晶體(tǐ)管無處不在。除了三個電(diàn)極(栅極(gate)，源極(source)和漏極 (drain))外，場效應管還包括一個絕緣層和一個半導體(tǐ)溝道層組成。場效應管内的絕緣層能(néng)有(yǒu)效控制半導體(tǐ)溝道的導電(diàn)率，從而控制晶體(tǐ)管内的電(diàn)流。為(wèi)了 使場效應管低功率穩定運行，應用(yòng)超薄的絕緣層十分(fēn)重要。因為(wèi)氧化物(wù)和氮化物(wù)等無機材料具(jù)有(yǒu)卓越的絕緣性和可(kě)靠性，絕緣層通常是由此類無機材料在矽和玻璃等 硬質(zhì)表面制成。 然而，由于這些絕緣層的高硬度和高制備過程溫度，它們很(hěn)難用(yòng)于柔性電(diàn)子設備。

　　近年來，大量科(kē)研人員把聚合物(wù)作(zuò)為(wèi)前景樂觀的絕緣材料去研究，以适用(yòng)柔性非傳 統基底和新(xīn)興的半導體(tǐ)材料。然而，傳統技(jì )術制備的聚合物(wù)絕緣體(tǐ)在極小(xiǎo)厚度的表面覆蓋仍不足，阻礙了應用(yòng)聚合物(wù)絕緣體(tǐ)的場效應管在低電(diàn)壓狀态下運行。

　　一個由韓國(guó)科(kē)學(xué)技(jì )術院(KAIST)生化工(gōng)程系的Sung Gap教授和電(diàn)子工(gōng)程系的Seunghyup Yoo、Byung Jin Cho教授領導的研究團隊研發出了一種有(yǒu)機聚合物(wù)組成的絕緣層“pV3D3”。此絕緣層是利用(yòng)名(míng)為(wèi)“化學(xué)氣相沉降(iCVD)”的全幹氣相技(jì )術制成，可(kě)使 它在不失去完美絕緣特性的情況下，厚度足以縮小(xiǎo)到10納米(nm)之内。 iCVD過程是讓氣狀單體(tǐ)和引發劑在低真空中(zhōng)相互接觸，最終沉積在基底上的共形聚合膜具(jù)有(yǒu)良好的絕緣性能(néng)。iCVD與傳統技(jì )術不一樣的是，十分(fēn)均勻且純淨 的超薄聚合膜在一大片實際上沒有(yǒu)表層或底層限制的區(qū)域生成，與表面張力有(yǒu)關的問題便得以解決。并且大部分(fēn)iCVD聚合物(wù)在室溫下生成，減少了對基底施加的 張力和産(chǎn)生的損害。 科(kē)研團隊通過使用(yòng)pV3D3絕緣層，研發出了利用(yòng)多(duō)種半導體(tǐ)材料如有(yǒu)機物(wù)、石墨烯和氧化物(wù)的低功率、高性能(néng)的場效應管，證明了pV3D3對多(duō)種材料的廣泛 适用(yòng)性。他(tā)們還用(yòng)常規的包裝(zhuāng)膠帶作(zuò)為(wèi)基底，制造出了一種粘貼性的、可(kě)移除的電(diàn)子元件

　　。在與韓國(guó)東國(guó)大學(xué)(Dongguk University)的Yong-Young Noh教授的合作(zuò)中(zhōng)，科(kē)研團隊成功地結合pV3D3絕緣層在一個大規模的柔性底層上開發出了一種晶體(tǐ)管陣列。 Im教授說：“用(yòng)iCVD技(jì )術制得的pV3D3所具(jù)有(yǒu)的小(xiǎo)尺寸和廣泛适用(yòng)性對聚合絕緣體(tǐ)來說是史無前例的。即使我們的iCVD pV3D3聚合膜的厚度減小(xiǎo)到10納米之内，它展現出的絕緣性仍比得上無機絕緣層。我們期待這項進展能(néng)極大地有(yǒu)益于柔性電(diàn)子器件的研發，這将會對可(kě)穿戴計 算機等新(xīn)興電(diàn)子設備的成功起到關鍵作(zuò)用(yòng)。” 總結：研究人員研發了一種用(yòng)于場效應晶體(tǐ)管(field-effect transistors，FETs)的高性能(néng)超薄聚合絕緣體(tǐ)。他(tā)們用(yòng)汽化單體(tǐ)在多(duō)種表面成功制備出聚合膜，比如塑料，這些普适的絕緣體(tǐ)為(wèi)将來在電(diàn)子設備上的應用(yòng)打下了基礎。