الٽرا ٽرانسپرنٽ ۽ اسٽريچبل گرافين اليڪٽرروڊس

ٻه طرفي مواد، جهڙوڪ گرافين، ٻنهي روايتي سيمي ڪنڊڪٽر ايپليڪيشنن ۽ لچڪدار اليڪٽرانڪس ۾ نوان ايپليڪيشنن لاءِ پرڪشش آهن. بهرحال، گرافين جي اعلي تناسلي طاقت جو نتيجو گهٽ دٻاءُ تي ڀڃڻ جو نتيجو آهي، ان کي مشڪل بڻائي ٿو ته ان جي غير معمولي برقي خاصيتن جو فائدو کڻڻ واري اليڪٽرانڪس ۾. شفاف گرافيني ڪنڊڪٽرز جي شاندار اسٽرين-انحصار ڪارڪردگي کي فعال ڪرڻ لاءِ، اسان اسٽيڪ ٿيل گرافيني تہن جي وچ ۾ گرافيني نانو اسڪرول ٺاهيا، جن کي ملٽي ليئر گرافيني/گرافين اسڪرال (MGGs) جو حوالو ڏنو ويو آهي. دٻاءُ هيٺ، ڪجهه اسڪالر گرافين جي ٽڪرا ٽڪرا ٿيل ڊومينز کي پُلڻ لاءِ پرڪوليٽنگ نيٽ ورڪ کي برقرار رکندا آهن جيڪي اعليٰ دٻاءُ تي بهترين چالکائي کي چالو ڪندا آهن. ٽريلر ايم جي جي ايلسٽومر تي سپورٽ ڪئي وئي 65٪ 100٪ دٻاء تي سندن اصل چالڪ برقرار رکي ٿي، جيڪا موجوده وهڪري جي هدايت تي مبهم آهي، جڏهن ته گرافين جي ٽريلر فلمون بغير نانو اسڪرول جي صرف 25٪ برقرار رکيا آهن انهن جي شروعاتي چالکائي جو. MGGs استعمال ڪندي اليڪٽروڊس جي طور تي ٺاھيو ويو ھڪڙو اسٽريچبل آل ڪاربن ٽرانزسٽر> 90% جي منتقلي جي نمائش ڪئي ۽ ان جي اصل موجوده پيداوار جو 60% برقرار رکيو 120٪ دٻاءُ (چارج ٽرانسپورٽ جي طرف متوازي). اهي انتهائي اسٽريچبل ۽ شفاف آل ڪاربن ٽرانسسٽرز نفيس اسٽريچبل آپٽو اليڪٽرانڪس کي فعال ڪري سگھن ٿا.
اسٽريچبل شفاف اليڪٽرانڪس هڪ وڌندڙ فيلڊ آهي جنهن ۾ اهم ايپليڪيشنون آهن ترقي يافته بايو انٽيگريڊ سسٽم (1, 2) ۽ انهي سان گڏ نفيس نرم روبوٽڪس ۽ ڊسپلي پيدا ڪرڻ لاءِ اسٽريچبل آپٽو اليڪٽرانڪس (3, 4) سان ضم ٿيڻ جي صلاحيت. گرافين ايٽمي ٿلهي، اعلي شفافيت، ۽ اعلي چالکائي جي انتهائي گهربل خاصيتن جي نمائش ڪري ٿو، پر ان جي لاڳو ٿيڻ واري ايپليڪيشنن ۾ ان جي عمل کي روڪيو ويو آهي ان جي رجحان جي ڪري ننڍين ٿڌن تي ڀڃڻ جي. گرافيني جي ميخانياتي حدن کي ختم ڪري سگھن ٿا نئين ڪارڪردگي کي وڌائي سگھندي شفاف ڊوائيسز ۾.
گرافيني جي منفرد ملڪيت ان کي ايندڙ نسل لاءِ مضبوط اميدوار بڻائي ٿي شفاف conductive اليڪٽروڊس (5, 6). سڀ کان عام طور تي استعمال ٿيل شفاف موصل جي مقابلي ۾، انڊيم ٽين آڪسائيڊ [ITO؛ 100 ohms/square (sq) at 90% شفافيت ]، ڪيميائي وانپ جي جمع (CVD) ذريعي اڀريل monolayer گرافين شيٽ جي مزاحمت (125 ohms/sq) ۽ شفافيت (97.4%) (5) جو هڪ جهڙو ميلاپ آهي. ان کان سواء، گرافيني فلمون ITO (7) جي مقابلي ۾ غير معمولي لچڪدار آهن. مثال طور، پلاسٽڪ جي ذيلي ذخيري تي، ان جي وهڪري کي برقرار رکي سگھجي ٿو جيتوڻيڪ گھمڻ واري ريڊيس جي موڙيندڙ ريڊيس جيتري ننڍي 0.8 ملي ميٽر (8). شفاف لچڪدار موصل جي طور تي ان جي بجليءَ جي ڪارڪردگيءَ کي وڌيڪ وڌائڻ لاءِ، پوئين ڪمن گرافيني هائبرڊ مواد ٺاهيا آهن جن سان هڪ-dimensional (1D) سلور نانوائرز يا ڪاربان نانوٽوبس (CNTs) (9-11). ان کان علاوه، گرافين کي الیکٹروڊ طور استعمال ڪيو ويو آهي مخلوط طول و عرض heterostructural سيمي ڪنڊڪٽرز لاءِ (جهڙوڪ 2D بلڪ سي، 1D نانوائرز/نانوٽيوبس، ۽ 0D ڪوانٽم ڊٽس) (12)، لچڪدار ٽرانزسٽر، سولر سيلز، ۽ لائٽ ايميٽنگ ڊيوڊس (LEDs) (13) -23).
جيتوڻيڪ گرافين لچڪدار اليڪٽرونڪس لاءِ واعدو ڪندڙ نتيجا ڏيکاريا آهن، ان جي استعمال کي وڌائيندڙ اليڪٽرانڪس ۾ ان جي ميخانياتي خاصيتن جي ڪري محدود ڪيو ويو آهي (17, 24, 25); گرافيني ۾ جهاز ۾ سختي 340 N/m آهي ۽ 0.5 TPa (26) جو نوجوان ماڊلس آهي. مضبوط ڪاربان ڪاربان نيٽ ورڪ لاڳو ٿيل دٻاءُ لاءِ ڪو به توانائيءَ جي ضايع ڪرڻ جو ميکانيزم مهيا نٿو ڪري ۽ ان ڪري 5 سيڪڙو کان گهٽ دٻاءُ تي آسانيءَ سان ٽڪرائجي ٿو. مثال طور، سي وي ڊي گرافين پوليڊيميٿيلسلوڪسين (PDMS) لچڪدار سبسٽرٽ تي منتقل ڪيو ويو آهي صرف ان جي چالکائي کي برقرار رکي سگهي ٿو 6٪ کان گهٽ دٻاءُ (8). نظرياتي حسابن مان ظاهر ٿئي ٿو ته مختلف تہن جي وچ ۾ ڇڪڻ ۽ مداخلت کي مضبوطيء سان سختي کي گھٽائڻ گهرجي (26). گرافين کي ڪيترن ئي تہن ۾ اسٽيڪ ڪرڻ سان، اهو ٻڌايو ويو آهي ته هي بائيو يا ٽرائلر گرافين 30 سيڪڙو تائين وڌائي سگهجي ٿو، مزاحمت جي تبديلي کي ڏيکاري ٿو 13 ڀيرا مونوليئر گرافين جي ڀيٽ ۾ ننڍو (27). بهرحال، هي اسٽريچائيبلٽي اڃا تائين جديد ترين اسٽريچبل سي آنڊڪٽرز (28، 29) جي ڀيٽ ۾ تمام گهٽ آهي.
ٽرانزيسٽرز اسٽريچبل ايپليڪيشنن ۾ اهم آهن ڇاڪاڻ ته اهي نفيس سينسر پڙهڻ ۽ سگنل تجزيي کي فعال ڪن ٿا (30, 31). PDMS تي Transistors multilayer graphene سان ماخذ/drain electrodes ۽ چينل مواد 5% strain (32) تائين بجليءَ جي ڪم کي برقرار رکي سگھن ٿا، جيڪو گھٽ ۾ گھٽ گھربل قدر (~ 50%) کان گھٽ آھي (~50%) پائڻ لائق صحت جي نگراني لاءِ سينسر ۽ اليڪٽرانڪ جلد ( 33، 34). حالانڪه، هڪ گرافيني kirigami طريقي جي ڳولا ڪئي وئي آهي، ۽ هڪ مائع اليڪٽرولائٽ طرفان گيٽ ٿيل ٽرانزيٽر کي 240٪ (35) تائين وڌايو وڃي ٿو. بهرحال، هن طريقي کي معطل ٿيل گرافين جي ضرورت آهي، جيڪا ٺاهن جي عمل کي پيچيده ڪري ٿي.
هتي، اسان گرافيني پرت جي وچ ۾ گرافين اسڪرال (~ 1 کان 20 μm ڊگھو، ~ 0.1 کان 1 μm ويڪر، ۽ ~ 10 کان 100 nm اونڌو) وچڙائي ڪندي تمام گهڻي اسٽريچبل گرافيني ڊوائيسز حاصل ڪندا آهيون. اسان اهو تصور ڪريون ٿا ته اهي گرافيني اسڪالر گرافيني شيٽ ۾ درگاهن کي پُلڻ لاءِ conductive رستا مهيا ڪري سگھن ٿا، اهڙيءَ طرح دٻاءُ هيٺ اعليٰ چالڪيت برقرار رکي ٿي. گرافيني اسڪالر کي اضافي ترکیب يا عمل جي ضرورت نه آهي؛ اهي قدرتي طور تي گلي جي منتقلي جي عمل دوران ٺهيل آهن. multilayer G/G (graphene/graphene) scrolls (MGGs) graphene stretchable electrodes (source/drain and gate) ۽ semiconducting CNTs استعمال ڪندي، اسان انتهائي شفاف ۽ تمام گهڻي اسٽريچبل آل ڪاربن ٽرانزسٽرز جو مظاهرو ڪرڻ جي قابل هئاسين، جن کي 120 تائين وڌائي سگھجي ٿو. ٪ دٻاء (چارج ٽرانسپورٽ جي هدايت جي متوازي) ۽ انهن جي اصل موجوده پيداوار جو 60٪ برقرار رکون ٿا. هي اڃا تائين سڀ کان وڌيڪ ڊگهو شفاف ڪاربن تي ٻڌل ٽرانزسٽر آهي، ۽ اهو هڪ غير نامياتي LED کي هلائڻ لاءِ ڪافي ڪرنٽ فراهم ڪري ٿو.
وڏي ايراضيءَ جي شفاف اسٽريچبل گرافيني اليڪٽرروڊز کي چالو ڪرڻ لاءِ، اسان Cu ورق تي CVD-grown graphene چونڊيو. Cu ورق کي CVD کوارٽز ٽيوب جي وچ ۾ معطل ڪيو ويو ته جيئن ٻنهي پاسن تي گرافين جي واڌ جي اجازت ڏني وڃي، G/Cu/G جوڙجڪ ٺاهي ٿي. گرافين کي منتقل ڪرڻ لاءِ، اسان گرافين جي هڪ پاسي کي بچائڻ لاءِ سڀ کان پهريان پولي (ميٿائل ميٿڪريليٽ) (PMMA) جي هڪ پتلي پرت کي اسپن ڪوٽيڊ ڪيو، جنهن کي اسان ٽاپ سائڊ گرافين جو نالو ڏنو (گرافين جي ٻئي پاسي لاءِ برعڪس)، ۽ پوءِ، پوري فلم (PMMA/Top graphene/Cu/Botom graphene) Cu ورق کي هٽائڻ لاءِ (NH4) 2S2O8 محلول ۾ پکڙيل هئي. PMMA ڪوٽنگ کان سواءِ هيٺئين پاسي واري گرافين ۾ ناگزير طور تي درگاهون ۽ خرابيون هونديون جيڪي هڪ اينچينٽ کي ان ذريعي داخل ٿيڻ جي اجازت ڏين ٿيون (36, 37). جيئن تصوير. مٿين-G/G اسڪالر ڪنهن به سبسٽرٽ تي منتقل ٿي سگھن ٿا، جهڙوڪ SiO2/Si، گلاس، يا نرم پوليمر. هن منتقلي واري عمل کي ڪيترائي ڀيرا هڪ ئي سبسٽرٽ تي ورجائڻ سان MGG ڍانچي ملي ٿي.
(الف) MGGs لاء ٺاھڻ جي طريقيڪار جي اسڪيمياتي مثال ھڪڙي ھڪڙي اليڪٽرروڊ جي طور تي. گرافيني جي منتقلي دوران، Cu ورق تي پٺئين پاسي واري گرافين کي حدن ۽ خرابين تي ٽوڙيو ويو، بي ترتيب شڪلين ۾ رول ڪيو ويو، ۽ مضبوط طور تي مٿين فلمن تي ڳنڍيل، نانو اسڪرول ٺاهيندي. چوٿين ڪارٽون اسٽيڪ ٿيل MGG جي جوڙجڪ کي ظاهر ڪري ٿو. (B ۽ C) هڪ monolayer MGG جي اعلي ريزوليوشن TEM خاصيتون، ترتيب سان مونوليئر گرافين (B) ۽ اسڪرول (سي) علائقي تي ڌيان ڏيڻ. (B) جو انسٽٽ هڪ گھٽ-ميگنيفڪيشن تصوير آهي جيڪو TEM گرڊ تي monolayer MGGs جي مجموعي مورفولوجي کي ڏيکاري ٿو. (C) جا انٽيسٽي پروفائلز آھن جيڪي تصوير ۾ ڏيکاريل مستطيل خانن سان گڏ کنيا ويا آھن، جتي ائٽمي جهازن جي وچ ۾ فاصلو 0.34 ۽ 0.41 nm آھي. (D ) ڪاربن K-edge EEL اسپيڪٽرم خاص گرافڪ π* ۽ σ* چوٽي سان ليبل ٿيل. (E) سيڪشنل AFM تصوير monolayer G/G اسڪرال جي اوچائي پروفائل سان گڏ پيلي نقطي واري لائن سان. (F کان I) آپٽيڪل مائڪرو اسڪوپي ۽ AFM تصويرن جي ٽريلر G جي بغير (F ۽ H) ۽ طومار سان (G ۽ I) 300-nm-ٿلهي SiO2/Si سبسٽرن تي، ترتيب سان. انهن جي اختلافن کي نمايان ڪرڻ لاءِ نمائندي اسڪالر ۽ ٻرندڙ ليبل لڳايا ويا.
تصديق ڪرڻ لاءِ ته اسڪالر رولڊ گرافين فطرت ۾ آهن، اسان هلايو هاءِ ريزوليوشن ٽرانسميشن اليڪٽران مائيڪرو اسڪوپي (TEM) ۽ اليڪٽران انرجي نقصان (EEL) اسپيڪٽرو اسڪوپي مطالعي تي monolayer top-G/G اسڪرول جوڙجڪ. شڪل 1B هڪ monolayer گرافين جي هيڪساگونل ڍانچي کي ڏيکاري ٿو، ۽ انسيٽ فلم جي مجموعي مورفولوجي آهي جيڪا TEM گرڊ جي هڪ واحد ڪاربن سوراخ تي ڍڪيل آهي. monolayer graphene تمام گھڻا گرڊ تي پکڙيل آهي، ۽ ڪجهه گرافيني فلیکس جي موجودگي ۾ هيڪساگونل انگن جي ڪيترن ئي اسٽيڪ جي موجودگي ۾ ظاهر ٿئي ٿو (تصوير 1B). هڪ انفرادي اسڪرول (Fig. 1C) ۾ زوم ڪرڻ سان، اسان ڏٺو ته گرافين جي جال جي ڇنڊ ڇاڻ جي هڪ وڏي مقدار، 0.34 کان 0.41 nm جي رينج ۾ ليٽيس اسپيسنگ سان. انهن ماپن مان معلوم ٿئي ٿو ته فليڪس بي ترتيب طور تي گھميل آهن ۽ مڪمل گريفائٽ نه آهن، جنهن ۾ "ABAB" جي پرت جي اسٽيڪنگ ۾ 0.34 nm جي فاصلي واري فاصلي آهي. شڪل 1D ڏيکاري ٿو ڪاربان K-edge EEL اسپيڪٽرم، جتي 285 eV جي چوٽي π* orbital مان نڪرندي آهي ۽ ٻيو 290 eV جي چوڌاري σ* مدار جي منتقلي سبب آهي. اهو ڏسي سگهجي ٿو ته sp2 بانڊنگ هن ڍانچي ۾ ڇانيل آهي، تصديق ڪري ٿي ته اسڪالر انتهائي گرافڪ آهن.
آپٽيڪل خوردبيني ۽ ايٽمي قوت مائڪرو اسڪوپي (AFM) تصويرون MGGs (تصوير 1، E کان G، ۽ انجير. S1 ۽ S2) ۾ گرافيني نانوسڪرول جي ورڇ ۾ بصيرت مهيا ڪن ٿيون. طومار بي ترتيب طور تي مٿاڇري تي ورهايا ويندا آهن، ۽ انهن جي جهاز جي کثافت اسٽيڪ ٿيل تہن جي تعداد جي تناسب سان وڌي ٿي. ڪيتريون ئي اسڪالر ڳنڍي ۾ ٽنگيل آهن ۽ 10 کان 100 nm جي حد ۾ غير يونيفارم اونچائي ڏيکاري ٿي. اهي 1 کان 20 μm ڊگھا ۽ 0.1 کان 1 μm ويڪرا آهن، انهن جي شروعاتي گرافيني فليڪس جي سائز تي منحصر آهي. جيئن تصوير 1 (H ۽ I) ۾ ڏيکاريل آهي، اسڪرالن ۾ ڪنن کان وڏيون وڏيون سائيزون هونديون آهن، جنهن جي ڪري گرافيني تہن جي وچ ۾ هڪ تمام سخت انٽرفيس هوندو آهي.
بجليءَ جي خاصيتن کي ماپڻ لاءِ، اسان گرافين فلمن کي اسڪرول ڍانچي سان يا ان کان سواءِ نمونو ڪيو ۽ فوٽو ليٿگرافي استعمال ڪندي 300-μm-وڏين ۽ 2000-μm-ڊگهي پٽين ۾ اسٽيڪنگ ڪئي. دٻاء جي ڪم جي طور تي ٻه-تحقيق مزاحمت کي محيطي حالتن هيٺ ماپيو ويو. طومار جي موجودگي مونوليئر گرافين جي مزاحمت کي 80٪ گھٽائي ڇڏيو ۽ ٽرانسميٽينس ۾ صرف 2.2٪ گهٽتائي سان (تصويري S4). هي تصديق ڪري ٿو ته نانو اسڪرول، جن جي موجوده کثافت 5 × 107 A/cm2 (38, 39 ) تائين آهي، MGGs ۾ تمام گهڻو مثبت برقي حصو ڏين ٿيون. سڀني مونو-، بائي-، ۽ ٽريليئر پلين گرافين ۽ MGGs مان، ٽرائلر MGG ۾ تقريبن 90٪ جي شفافيت سان بهترين چالڪانس آهي. ادب ۾ رپورٽ ڪيل گرافين جي ٻين ذريعن سان مقابلو ڪرڻ لاءِ، اسان پڻ ماپي چار-تحقيق واري شيٽ مزاحمت (تصوير S5) ۽ انهن کي 550 nm (fig. S6) Fig. 2A ۾ ٽرانسميشن جي فنڪشن جي طور تي درج ڪيو. MGG ڏيکاري ٿو تقابلي يا اعلي چالکائي ۽ شفافيت جي ڀيٽ ۾ مصنوعي طور تي اسٽيڪ ٿيل ملٽيلا يار سادي گرافيني ۽ گھٽيل گرافين آڪسائيڊ (RGO) (6، 8، 18). نوٽ ڪريو ته ادب مان مصنوعي طور تي اسٽيڪ ٿيل ملٽي ليئر سادي گرافين جي شيٽ جي مزاحمت اسان جي ايم جي جي جي ڀيٽ ۾ ٿورو وڌيڪ آهي، شايد ان جي ڪري انهن جي غير مناسب ترقي جي حالتن ۽ منتقلي جو طريقو.
(الف) گرافين جي ڪيترن ئي قسمن لاءِ 550 nm تي ٽرانسميٽينس جي مقابلي ۾ چار-پروب شيٽ مزاحمت، جتي ڪارو اسڪوائر مونو-، بائي-، ۽ ٽرائلر MGGs کي ظاهر ڪن ٿا؛ ڳاڙهي حلقا ۽ نيري ٽڪنڊيون لي et al جي مطالعي مان Cu ۽ Ni تي پوکيل ملٽي ليئر سادي گرافين سان ملن ٿيون. (6) ۽ Kim et al. (8)، ترتيب سان، ۽ بعد ۾ SiO2/Si يا کوارٽز تي منتقل ڪيو ويو؛ ۽ سائي ٽڪنڊيون RGO لاءِ قدر آهن مختلف گھٽائڻ واري درجي تي Bonaccorso et al. (18). (B ۽ C) مونو-، بائي- ۽ ٽرائلر MGGs ۽ G جي عام مزاحمتي تبديلي، جيئن ته موجوده وهڪري جي رخ ڏانهن عمودي (B) ۽ متوازي (C) تناؤ جي ڪم جي طور تي. (D) 50% عمودي دٻاءُ تائين سائيڪلڪ اسٽرين لوڊشيڊ هيٺ بائليئر G (لال) ۽ MGG (ڪارو) جي معمولي مزاحمتي تبديلي. (اي) ٽرائلر G (لال) ۽ MGG (ڪارو) جي عام مزاحمتي تبديلي سائيڪلڪ اسٽرين جي تحت 90٪ متوازي دٻاءُ تائين لوڊ ڪندي. (F) مونو-، بائي- ۽ ٽرائلر G ۽ bi- ۽ ٽرائلر MGGs جي معمولي ڪيپيسٽينس جي تبديلي کي دٻاء جي ڪم جي طور تي. انسيٽ ڪئپسيٽر جي جوڙجڪ آهي، جتي پوليمر سبسٽرٽ SEBS آهي ۽ پوليمر ڊائيليڪٽرڪ پرت 2-μm-ٿلهي SEBS آهي.
MGG جي دٻاءُ تي منحصر ڪارڪردگي جو جائزو وٺڻ لاءِ، اسان گرافيني کي thermoplastic elastomer styrene-ethylene-butadiene-styrene (SEBS) ذيلي ذخيري تي منتقل ڪيو (~ 2 سينٽي ويڪر ۽ ~ 5 سينٽي ڊگهو)، ۽ چالکائي ماپ ڪئي وئي جيئن ذيلي ذخيري کي وڌايو ويو. (ڏسو مواد ۽ طريقا) ٻئي مبهم ۽ متوازي موجوده وهڪري جي طرف (تصوير 2، بي ۽ سي). نانو اسڪرولز جي شموليت ۽ گرافيني تہن جي وڌندڙ تعداد سان گڏ دٻاءَ تي منحصر برقي رويو بهتر ٿيو. مثال طور، جڏهن دٻاءُ موجوده وهڪري لاءِ عمودي هوندو آهي، monolayer graphene لاءِ، طومار جو اضافو 5 کان 70 سيڪڙو تائين بجليءَ جي ڀڃڪڙي تي دٻاءُ وڌائي ٿو. ٽريلر گرافين جي سختي رواداري پڻ خاص طور تي مونوليئر گرافين جي مقابلي ۾ بهتر آهي. نانو اسڪرولز سان، 100٪ عمودي دٻاءُ تي، ٽريلر ايم جي جي ساخت جي مزاحمت صرف 50٪ وڌي وئي، ان جي مقابلي ۾ 300٪ ٽريلر گرافين لاءِ بغير اسڪرول جي. cyclic strain loading جي تحت مزاحمت جي تبديلي جي تحقيق ڪئي وئي. مقابلي لاءِ (تصوير 2D)، هڪ سادي بائليئر گرافيني فلم جي مزاحمت 7.5 ڀيرا وڌي وئي ~700 سائيڪلن کان پوءِ 50 سيڪڙو عمودي دٻاءُ تي ۽ هر چڪر ۾ دٻاءُ سان وڌندي رهي. ٻئي طرف، هڪ bilayer MGG جي مزاحمت صرف 2.5 دفعا ~ 700 چڪر کان پوء وڌي وئي. متوازي طرف سان 90٪ تائين دٻاءُ لاڳو ڪرڻ سان، ٽريلر گرافين جي مزاحمت 1000 چڪرن کان پوءِ ~100 ڀيرا وڌي وئي، جڏهن ته ٽريليئر MGG (Fig. 2E) ۾ اهو صرف ~8 ڀيرا آهي. سائيڪل جا نتيجا تصوير ۾ ڏيکاريل آهن. S7. متوازي دٻاءَ جي طرف سان مزاحمت ۾ نسبتاً تيزي سان واڌارو آهي، ڇاڪاڻ ته درگاهن جو رخ موجوده وهڪري جي رخ ڏانهن مبهم آهي. SEBS elastomer substrate جي viscoelastic بحالي جي ڪري لوڊشيڊنگ ۽ unloading strain دوران مزاحمت جو انحراف. سائيڪل هلائڻ دوران MGG اسٽرپس جي وڌيڪ مستحڪم مزاحمت وڏي اسڪالر جي موجودگي جي ڪري آهي جيڪا گرافين جي ڀڃي حصن کي پلائي سگهي ٿي (جيئن ته AFM پاران مشاهدو ڪيو ويو آهي)، هڪ ڇڪڻ واري رستي کي برقرار رکڻ ۾ مدد ڪري ٿي. اهو رجحان هڪ پرڪوليٽنگ رستي ذريعي چالکائي کي برقرار رکڻ جو اڳ ۾ ٻڌايو ويو آهي ته ڀريل ڌاتو يا سيمي ڪنڊڪٽر فلمن لاء elastomer ذيلي ذخيرو (40, 41).
انهن گرافيني تي ٻڌل فلمن کي اسٽريچبل ڊيوائسز ۾ گيٽ اليڪٽرروڊس جي طور تي جانچڻ لاءِ، اسان گرافيني پرت کي SEBS ڊائلٽرڪ پرت سان ڍڪيو (2 μm ٿلهو) ۽ مانيٽر ڪيو dielectric capacitance change of strain (ڏسو تصوير. 2F ۽ اضافي مواد لاءِ. تفصيل). اسان ڏٺو ته سادو monolayer ۽ bilayer graphene electrodes سان capacitances جلدي گھٽجي وئي ڇاڪاڻ ته گرافين جي جهاز جي چالکائي جي نقصان جي ڪري. ان جي ابتڙ، MGGs پاران گيٽ ڪيل ڪيپيسيٽينسز ۽ گڏوگڏ سادو ٽريلر گرافين کي ظرفيت ۾ اضافو ڏيکاريو ويو آهي، جنهن جي توقع ڪئي وئي آهي ڇاڪاڻ ته دٻاء سان ڊيليڪٽرڪ ٿلهي ۾ گهٽتائي. ظرفيت ۾ متوقع اضافو MGG جي جوڙجڪ سان تمام چڱي طرح ملائي ٿو (fig. S8). انهي مان ظاهر ٿئي ٿو ته MGG هڪ دروازي جي طور تي مناسب آهي اليڪٽرروڊ اسٽريچبل ٽرانسسٽرز لاءِ.
1D گرافيني اسڪرول جي ڪردار کي وڌيڪ تحقيق ڪرڻ لاءِ برقي چالڪيت جي سختي رواداري تي ۽ گرافيني تہن جي وچ ۾ علحدگيءَ کي بهتر ڪنٽرول ڪرڻ لاءِ، اسان گرافيني اسڪرول کي مٽائڻ لاءِ اسپري ڪوٽيڊ CNTs استعمال ڪيو (ڏسو اضافي مواد). MGG جي جوڙجڪ کي نقل ڪرڻ لاء، اسان CNTs جي ٽن کثافت کي جمع ڪيو (يعني، CNT1
(A کان سي) AFM تصويرون CNTs جي ٽن مختلف کثافت (CNT1
انهن جي صلاحيت کي وڌيڪ سمجھڻ لاءِ اليڪٽروڊز جي طور تي اسٽريچبل اليڪٽرانڪس لاءِ، اسان منظم طريقي سان MGG ۽ G-CNT-G جي مورفولوجيز جي دٻاءَ هيٺ تحقيق ڪئي. آپٽيڪل مائيڪرو اسڪوپي ۽ اسڪيننگ اليڪٽران مائيڪرو اسڪوپي (SEM) اثرائتو ڪردار سازي جا طريقا نه آهن ڇاڪاڻ ته ٻنهي ۾ رنگن جي برعڪس ۽ SEM جي اليڪٽران اسڪيننگ دوران تصويري نموني جي تابع آهي جڏهن گرافين پوليمر سبسٽراٽس تي هوندو آهي (انجير S9 ۽ S10). سختي هيٺ گرافيني جي مٿاڇري جي حالت ۾ مشاهدو ڪرڻ لاءِ، اسان AFM ماپون گڏ ڪيون ٽريلر MGGs ۽ سادي گرافيني تي منتقل ڪرڻ کان پوءِ تمام پتلي (~ 0.1 ملي ميٽر ٿلهي) ۽ لچڪدار SEBS ذيلي ذخيري تي. CVD گرافيني ۾ اندروني خرابين ۽ منتقلي جي عمل دوران خارجي نقصان جي ڪري، ڇڪيل گرافين تي ناگزير طور تي شگاف پيدا ٿين ٿا، ۽ دٻاءُ وڌڻ سان، درا وڌيڪ گھڻا ٿي ويا (تصوير 4، A کان D). ڪاربان تي ٻڌل اليڪٽروڊس جي اسٽيڪنگ ڍانچي تي مدار رکندي، شگاف مختلف شڪلين جي نمائش ڪن ٿا (تصوير S11) (27). ڪڪڙ واري علائقي جي کثافت (تعريف ٿيل شگاف واري علائقي/تجزيي واري علائقي جي طور تي) ملٽي ليئر گرافين جي مونوليئر گرافين کان گهٽ آهي دٻاءُ کان پوءِ، جيڪا MGGs لاءِ برقي چالکائي ۾ واڌ سان مطابقت رکي ٿي. ٻئي طرف، اسڪالر اڪثر ڪري ڏٺا ويندا آهن ته دراڙن کي پُلڻ لاءِ، دٻيل فلم ۾ اضافي موڙيندڙ رستا مهيا ڪن. مثال طور، جيئن تصوير 4B جي تصوير ۾ ليبل ڪيو ويو آهي، هڪ وسيع اسڪرول ٽريليئر MGG ۾ هڪ شگاف مٿان پار ڪيو ويو، پر سادي گرافين (تصوير 4، E کان H) ۾ ڪوبه اسڪرول نه ڏٺو ويو. اهڙي طرح، CNTs پڻ گرافين (fig. S11) ۾ شگاف کي پُلائي ڇڏيو. شگاف واري علائقي جي کثافت، اسڪرول واري علائقي جي کثافت، ۽ فلمن جي خرابيءَ جو اختصار تصوير 4K ۾ ڪيو ويو آهي.
(A کان H) حالت ۾ AFM ٽريلر G/G اسڪرالز جون تصويرون (A to D) ۽ ٽريلر G ڍانچي (E to H) هڪ تمام پتلي SEBS تي (~ 0.1 ملي ميٽر ٿلهي) ايلسٽومر 0، 20، 60 ۽ 100 تي % تڪليف. نمايان ڪڪڙ ۽ طومار تير سان اشارو ڪيا ويا آهن. سڀئي AFM تصويرون 15 μm × 15 μm جي علائقي ۾ آهن، ساڳئي رنگ جي پيماني تي بار استعمال ڪندي جيئن ليبل ٿيل آهي. (I) SEBS سبسٽريٽ تي نمونن واري monolayer گرافيني اليڪٽرروڊس جي نقلي جاميٽري. (J) 20% خارجي دٻاءَ تي مونوليئر گرافيني ۽ SEBS سبسٽرٽ ۾ وڌ کان وڌ پرنسپل لاگارٿمڪ اسٽرين جو سموليشن ڪنٽور نقشو. (K) مختلف گرافين جي جوڙجڪ لاءِ شگاف واري علائقي جي کثافت (ڳاڙهي ڪالمن)، اسڪرول ايريا جي کثافت (پيلو ڪالم)، ۽ مٿاڇري جي خرابي (نيرو ڪالمن) جو مقابلو.
جڏهن ايم جي جي فلمن کي وڌايو وڃي ٿو، اتي هڪ اهم اضافي ميڪانيزم آهي ته اسڪالر گرافين جي ڀڃي علائقن کي پل ڪري سگهي ٿو، هڪ ڇڪڻ واري نيٽ ورڪ کي برقرار رکندي. گرافيني اسڪالر اميد جوڳيون آهن ڇاڪاڻ ته اهي ڊگھي ۾ ڏهه مائڪرو ميٽر ٿي سگهن ٿا ۽ ان ڪري انهن شگاف کي ختم ڪرڻ جي قابل آهن جيڪي عام طور تي مائڪرو ميٽر اسڪيل تائين آهن. ان کان علاوه، ڇاڪاڻ ته طومار گرافين جي گھڻن سطحن تي مشتمل آهن، انهن کي گهٽ مزاحمت جي توقع آهي. مقابلي ۾، نسبتا گھڻا (گهٽ ٽرانسميٽينس) CNT نيٽ ورڪن کي تقابلي conductive پلنگ جي صلاحيت مهيا ڪرڻ جي ضرورت آهي، ڇاڪاڻ ته CNTs ننڍا آهن (عام طور تي ڪجهه مائڪرو ميٽرز ڊگھائي) ۽ اسڪرول کان گهٽ conductive آهن. ٻئي طرف، جيئن تصوير ۾ ڏيکاريل آهي. S12، جڏهن ته گرافين کي ڇڪڻ جي دوران ڇڪڻ واري دٻاءَ کي گڏ ڪرڻ لاءِ ٽڪرا ٽڪرا ٿيندا آهن، اسڪالر نه ٿا ٽوڙين، جنهن مان ظاهر ٿئي ٿو ته پويون شايد هيٺئين گرافين تي سلائيڊنگ ٿي رهيو آهي. ان جو سبب اهو آهي ته اهي ڦاٽي نه ٿا پون، شايد رولڊ اپ ڍانچي جي ڪري، جيڪا گرافين جي ڪيترن ئي تہن تي مشتمل آهي (~ 1 کان 2 0 μm ڊگھي، ~ 0.1 کان 1 μm ويڪر، ۽ ~ 10 کان 100 nm بلند)، جنهن ۾ واحد-پرت گرافين جي ڀيٽ ۾ هڪ اعلي موثر ماڊلس. جيئن ٻڌايو ويو آهي گرين ۽ هرسم (42)، دھاتي سي اين ٽي نيٽ ورڪ (ٽيوب جو قطر 1.0 اين ايم) سي اين ٽي جي وچ ۾ وڏي سنگم مزاحمت جي باوجود گهٽ شيٽ مزاحمت <100 ohms/sq حاصل ڪري سگھن ٿا. انهي ڳالهه تي غور ڪندي ته اسان جي گرافيني اسڪرالن جي ويڪر 0.1 کان 1 μm آهي ۽ اهو ته G/G اسڪرالن ۾ CNTs کان تمام وڏا رابطي وارا علائقا آهن، گرافين ۽ گرافيني اسڪرول جي وچ ۾ رابطي جي مزاحمت ۽ رابطي واري علائقي کي اعلي چالکائي برقرار رکڻ لاءِ عنصر کي محدود نه ڪرڻ گهرجي.
گرافيني ۾ SEBS سبسٽرٽ جي ڀيٽ ۾ تمام گهڻو اعلي ماڊلس آهي. جيتوڻيڪ گرافيني اليڪٽرروڊ جي اثرائتي ٿلهي ذيلي ذخيري جي ڀيٽ ۾ تمام گھٽ آھي، گرافين جي سختي جي ڀيٽ ۾ ان جي ٿلهي ذيلي ذيلي (43, 44) جي مقابلي ۾ آھي، نتيجي ۾ ھڪڙو اعتدال پسند سخت-ٻيٽ اثر. اسان هڪ SEBS سبسٽرٽ تي 1-nm-ٿلهي گرافيني جي خرابيءَ کي تخليق ڪيو (تفصيل لاءِ اضافي مواد ڏسو). تخليق جي نتيجن موجب، جڏهن 20٪ دٻاءُ SEBS سبسٽريٽ تي ٻاهران لاڳو ڪيو ويندو آهي، گرافين ۾ سراسري دٻاءُ ~ 6.6٪ هوندو آهي (تصوير 4J ۽ تصوير. S13D)، جيڪو تجرباتي مشاهدن سان مطابقت رکي ٿو (ڏسو تصوير. S13) . اسان آپٽيڪل مائڪرو اسڪوپي استعمال ڪندي نمونن واري گرافيني ۽ سبسٽريٽ علائقن ۾ دٻاءُ جو مقابلو ڪيو ۽ ڏٺائين ته ذيلي علائقي ۾ دٻاءُ گهٽ ۾ گهٽ ٻه ڀيرا گرافيني علائقي ۾ دٻاءُ آهي. اهو ظاهر ڪري ٿو ته گرافيني اليڪٽرروڊ نمونن تي لاڳو ٿيل دٻاءُ خاص طور تي محدود ٿي سگهي ٿو، SEBS (26, 43, 44) جي چوٽي تي گرافيني سخت جزائر ٺاهيندي.
تنهن ڪري، MGG اليڪٽروڊز جي صلاحيت کي تيز رفتار هيٺ اعلي چالکائي کي برقرار رکڻ لاء ممڪن آهي ٻن وڏن ميکانيزم جي ذريعي: (i) اسڪالر جدا ٿيل علائقن کي پل ڪري سگھن ٿا ته جيئن هڪ conductive percolation pathway کي برقرار رکڻ لاء، ۽ (ii) multilayer graphene sheets/elastomer سلائڊ ٿي سگھي ٿو. هڪ ٻئي جي مٿان، نتيجي ۾ graphene electrodes تي دٻاء گهٽجي. ايلسٽومر تي منتقل ٿيل گرافين جي ڪيترن ئي تہن لاء، تہون مضبوط طور تي ھڪٻئي سان ڳنڍيل نه آھن، جيڪي دٻاء جي جواب ۾ سلائڊ ٿي سگھن ٿيون (27). طومار پڻ گرافيني تہن جي خرابي کي وڌايو، جيڪو گرافين جي تہن جي وچ ۾ علحدگي کي وڌائڻ ۾ مدد ڪري سگھي ٿو ۽ ان ڪري گرافيني تہن جي سلائنگ کي چالو ڪري ٿو.
تمام ڪاربن ڊوائيسز جوش سان تعاقب ڪيا ويا آهن ڇاڪاڻ ته گهٽ قيمت ۽ اعلي throughput جي ڪري. اسان جي حالت ۾، آل ڪاربن ٽرانزسٽرز کي هيٺان گرافيني گيٽ، هڪ مٿين گرافيني ماخذ/نالي رابطي، هڪ ترتيب ڏنل CNT سيمڪنڊڪٽر، ۽ SEBS کي ڊائلڪٽرڪ (Fig. 5A) استعمال ڪندي ٺاهيا ويا. جيئن تصوير 5B ۾ ڏيکاريل آهي، هڪ آل ڪاربن ڊيوائس جنهن ۾ CNTs جو ذريعو/ڊرين ۽ گيٽ (هيٺيان ڊيوائس) گرافيني اليڪٽروڊس (مٿين ڊيوائس) واري ڊيوائس کان وڌيڪ مبهم آهي. اهو ئي سبب آهي ته CNT نيٽ ورڪ کي وڏي ٿلهي جي ضرورت هوندي آهي ۽ ان جي نتيجي ۾، گرافين (تصوير S4) وانگر شيٽ جي مزاحمت حاصل ڪرڻ لاءِ هيٺين آپٽيڪل ٽرانسميشنز جي ضرورت هوندي آهي. شڪل 5 (سي ۽ ڊي) ڏيکاري ٿو نمائندن جي منتقلي ۽ ٻاھر نڪرڻ کان اڳ ھڪڙي ٽرانزسٽر لاءِ دٻاءُ جو بليئر ايم جي جي اليڪٽرروڊس سان. اڻ سڌريل ٽرانزسٽر جي چينل جي چوٽي ۽ ڊيگهه 800 ۽ 100 μm هئا. ماپيل آن/آف تناسب 103 کان وڌيڪ آهي آن ۽ آف ڪرنٽ سان گڏ 10−5 ۽ 10−8 A جي سطح تي. ٻاھر نڪرندڙ وکر مثالي لڪير ۽ سا ٽريشن راڄن کي صاف گيٽ-وولٽيج انحصار سان ڏيکاري ٿو، CNTs ۽ گرافيني اليڪٽرروڊس جي وچ ۾ مثالي رابطي جي نشاندهي ڪري ٿو (45). گرافيني اليڪٽروڊس سان رابطي جي مزاحمت ان کان گهٽ ڏسڻ ۾ آئي، جيڪا بخار ٿيل Au فلم سان (ڏسو تصوير. S14). اسٽريچبل ٽرانزسٽر جي سنترپشن موبلائيٽي 5.6 cm2/Vs آهي، ساڳي پوليمر سان ترتيب ڏنل CNT ٽرانزسٽرز جي برابر آهي سخت Si substrates تي 300-nm SiO2 سان هڪ ڊائلٽرڪ پرت جي طور تي. متحرڪ ٽيوب جي کثافت ۽ ٻين قسمن جي ٽيوب (46) سان متحرڪ ۾ وڌيڪ بهتري ممڪن آهي.
(الف) گرافيني تي ٻڌل اسٽريچبل ٽرانزسٽر جي اسڪيم. SWNTs، اڪيلو ڀت ڪاربن نانوٽوبس. (ب) گرافيني اليڪٽروڊس (مٿي) ۽ سي اين ٽي اليڪٽروڊس (هيٺ) مان ٺهيل اسٽريچبل ٽرانزسٽرز جو فوٽو. شفافيت ۾ فرق واضح طور تي قابل ذڪر آهي. (سي ۽ ڊي) SEBS تي گرافين جي بنياد تي ٽرانزسٽر جي منتقلي ۽ ٻاھر ڪڍڻ کان اڳ دٻاء. (اي ۽ ايف) منتقلي وکر، آن ۽ آف ڪرنٽ، آن/آف تناسب، ۽ گرافيني جي بنياد تي ٽرانزسٽر جي متحرڪ مختلف اسٽرين تي.
جڏهن شفاف، آل ڪاربن ڊيوائس کي چارج ٽرانسپورٽ جي هدايت جي متوازي طرف وڌايو ويو، گهٽ ۾ گهٽ تباهي 120٪ دٻاء تائين ڏٺو ويو. ڇڪڻ دوران، متحرڪ مسلسل 5.6 cm2/Vs کان 0٪ strain تي 2.5 cm2/Vs تائين 120٪ strain تي گھٽجي ويو (تصوير 5F). اسان مختلف چينل جي ڊگھائي لاء ٽرانزسٽر جي ڪارڪردگي جي مقابلي ۾ (ڏسو ٽيبل S1). خاص طور تي، 105٪ جي طور تي وڏي پيماني تي، اهي سڀئي ٽرانسسٽر اڃا تائين هڪ اعلي آن / آف تناسب (> 103) ۽ متحرڪ (> 3 cm2 / Vs) ڏيکاريا آهن. ان کان علاوه، اسان سڀني ڪاربن ٽرانزسٽرز تي تازو ڪم کي اختصار ڪيو (ڏسو ٽيبل S2) (47-52). elastomers تي ڊيوائس جي ٺاھڻ کي بهتر ڪرڻ ۽ MGGs کي رابطن جي طور تي استعمال ڪندي، اسان جا آل ڪاربن ٽرانزسٽرز موبلائيزيشن ۽ هسٽريسس جي لحاظ کان سٺي ڪارڪردگي ڏيکارين ٿا ۽ ان سان گڏ تمام گھڻي طويل ٿي سگھي ٿي.
مڪمل طور تي شفاف ۽ ڊگهو ٽرانزسٽر جي ايپليڪيشن جي طور تي، اسان ان کي استعمال ڪيو ايل اي ڊي جي سوئچنگ کي ڪنٽرول ڪرڻ لاءِ (تصوير 6A). جيئن تصوير 6B ۾ ڏيکاريل آهي، سائي LED کي سڌو سنئون مٿي رکيل آل ڪاربن ڊيوائس ذريعي واضح طور تي ڏسي سگهجي ٿو. جڏهن ته ~ 100٪ (Fig. 6, C ۽ D) تائين وڌندي، LED روشني جي شدت تبديل نه ٿيندي، جيڪا مٿي بيان ڪيل ٽرانزيسٽر جي ڪارڪردگي سان مطابقت رکي ٿي (ڏسو فلم S1). هي گرافيني اليڪٽرروڊس استعمال ڪندي ٺاهيل اسٽريچبل ڪنٽرول يونٽن جي پهرين رپورٽ آهي، گرافيني اسٽريچبل اليڪٽرانڪس لاءِ نئين امڪان جو مظاهرو ڪندي.
(الف) ايل اي ڊي کي هلائڻ لاءِ ٽرانزسٽر جو سرڪٽ. GND، زمين. (ب) سائي LED مٿان لڳل 0٪ strain تي لڳل ۽ شفاف آل ڪاربن ٽرانزسٽر جو فوٽو. (سي) ايل اي ڊي کي مٽائڻ لاءِ استعمال ٿيل آل ڪاربان شفاف ۽ اسٽريچبل ٽرانزسٽر کي ايل اي ڊي جي مٿان 0٪ (بائیں) ۽ ~ 100٪ strain (ساڄي) تي لڳايو پيو وڃي. سفيد تير ڊوائيس تي پيلي نشانن جي طور تي اشارو ڪن ٿا ته فاصلي جي تبديلي کي وڌايو وڃي. (D) ڇڪيل ٽرانزسٽر جي پاسي جو ڏيک، ايل اي ڊي سان ايلسٽومر ۾ ڌڪيو ويو.
نتيجي ۾، اسان هڪ شفاف conductive گرافيني ڍانچي ٺاهيا آهن، جيڪا وڏي وهڪري جي هيٺان اعليٰ چالکائي برقرار رکي ٿي، جيئن اسٽريچ ايبل اليڪٽروڊز، graphene nanoscrolls ذريعي اسٽيڪ ٿيل گرافيني تہن جي وچ ۾. ايلسٽومر تي اهي بائيو ۽ ٽرائلر MGG اليڪٽروڊ اسٽرڪچرز بالترتيب 21 ۽ 65٪ برقرار رکي سگهن ٿيون، انهن جي 0٪ strain conductivity جو 100٪ کان وڌيڪ دٻاءُ تي، عام monolayer graphene electrodes لاءِ 5٪ strain تي conductivity جي مڪمل نقصان جي مقابلي ۾. . گرافيني اسڪالر جا اضافي چالاڪ رستا ۽ گڏوگڏ منتقل ٿيل تہن جي وچ ۾ ڪمزور رابطي جي دٻاء هيٺ اعلي چالکائي استحڪام ۾ مدد ڪري ٿي. اسان هن گرافيني ڍانچي کي وڌيڪ لاڳو ڪيو ته جيئن آل ڪاربان اسٽريچبل ٽرانزسٽرز ٺاهي. هينئر تائين، هي سڀ کان وڌيڪ ڊگهو گرافيني تي ٻڌل ٽرانزسٽر آهي، بڪنگ استعمال ڪرڻ کان سواءِ بهترين شفافيت سان. جيتوڻيڪ موجوده اڀياس ڪئي وئي هئي گرافيني کي وڌائڻ جي قابل اليڪٽرانڪس لاءِ، اسان يقين رکون ٿا ته اهو طريقو ٻين 2D مواد تائين وڌايو وڃي ٿو ته جيئن 2D اليڪٽرانڪس کي وڌائي سگهجي.
وڏي ايراضي واري CVD گرافين کي 0.5 mtorr جي مسلسل دٻاءَ هيٺ 50-SCCM (معياري ڪعبي سينٽي ميٽر في منٽ) CH4 ۽ 20-SCCM H2 جي اڳڪٿي طور 1000°C تي اڳڪٿي ڪيل Cu foils (99.999%; Alfa Aesar) تي وڌو ويو. Cu ورق جا ٻئي پاسا monolayer graphene سان ڍڪيل هئا. PMMA جي هڪ پتلي پرت (2000 rpm؛ A4، Microchem) Cu ورق جي هڪ پاسي تي اسپن-ڪوٽ ٿيل هئي، هڪ PMMA/G/Cu ورق/G ساخت ٺاهيندي. ان کان پوء، پوري فلم کي 0.1 M امونيم پرسلفيٽ [(NH4) 2S2O8] محلول ۾ 2 ڪلاڪن تائين ڀاڄيو ويو ته جيئن Cu ورق کي ڇڪايو وڃي. ان عمل دوران، غير محفوظ ٿيل پٺئين پاسي واري گرافين پهرين اناج جي حدن سان ٽڪرائجي وئي ۽ پوءِ مٿاڇري جي ڇڪتاڻ جي ڪري طومار ۾ لڙهي وئي. اسڪالر PMMA-سپورٽ اپر گرافيني فلم سان ڳنڍيل هئا، PMMA/G/G اسڪرال ٺاهيندي. ان کان پوءِ فلمن کي ڪيترائي ڀيرا ديويونائيز ٿيل پاڻي ۾ ڌويو ويو ۽ ٽارگيٽ سبسٽريٽ تي رکيا ويا، جهڙوڪ سخت SiO2/Si يا پلاسٽڪ سبسٽريٽ. جيئن ئي جڙيل فلم ذيلي ذخيري تي خشڪ ٿي، نموني طور تي ترتيب سان ايسٽون، 1:1 ايسٽون / آئي پي اي (آئسوپروپيل الڪوحل)، ۽ پي ايم ايم اي کي هٽائڻ لاء هر هڪ 30 s لاء IPA. فلمن کي 100 ڊگري سينٽي گريڊ تي 15 منٽ لاءِ گرم ڪيو ويو يا رات جو ويڪيوم ۾ رکيو ويو ته جيئن ان تي G/G اسڪرال جي هڪ ٻي پرت منتقل ٿيڻ کان اڳ ڦاٽي پاڻي کي مڪمل طور تي هٽايو وڃي. اهو قدم سبسٽريٽ مان گرافيني فلم جي لاتعلقي کان بچڻ ۽ PMMA ڪيريئر پرت جي ڇڏڻ دوران MGGs جي مڪمل ڪوريج کي يقيني بڻائڻ هو.
MGG ساخت جي مورفولوجي کي نظرياتي خوردبيني (Leica) ۽ اسڪيننگ اليڪٽران خوردبيني (1 kV؛ FEI) استعمال ڪندي ڏٺو ويو. هڪ ايٽمي قوت خوردبيني (نانوسکوپ III، ڊجيٽل اوزار) ٽيپنگ موڊ ۾ هلائي وئي هئي G اسڪرال جي تفصيل کي ڏسڻ لاء. فلم جي شفافيت کي الٽراوائلٽ-ڏسڻ واري اسپيڪٽروميٽر (Agilent Cary 6000i) ذريعي آزمايو ويو. ٽيسٽن لاءِ جڏهن دٻاءُ موجوده وهڪري جي عمدي طرف سان هو، فوٽووليٿوگرافي ۽ O2 پلازما استعمال ڪيا ويا ته گرافيني ڍانچي کي پٽين ۾ شڪل ڏيڻ لاءِ (~ 300 μm ويڪر ۽ ~ 2000 μm ڊگهو)، ۽ Au (50 nm) اليڪٽروڊز کي حرارتي طور تي استعمال ڪيو ويو. ڊگھي پاسي جي ٻنهي سرن تي ڇانو ماسڪ. گرافين جي پٽين کي پوءِ SEBS ايلسٽومر (~ 2 سينٽي ويڪرو ۽ ~ 5 سينٽي ڊگهو) سان رابطي ۾ رکيو ويو، پٽين جي ڊگھي محور سان متوازي SEBS جي مختصر پاسي کان پوءِ BOE (buffered oxide etch) (HF:H2O) 1: 6) ايچنگ ۽ ايٽيڪڪ گيليم انڊيم (EGaIn) برقي رابطن جي طور تي. متوازي اسٽرين ٽيسٽن لاءِ، اڻ نمونو گرافيني ڍانچي es (~ 5 × 10 mm) SEBS سبسٽراٽس تي منتقل ڪيا ويا، ڊگھا محور متوازي SEBS سبسٽريٽ جي ڊگھي پاسي سان. ٻنهي صورتن لاءِ، سڄو G (بغير G اسڪرال جي)/SEBS کي ايلسٽومر جي ڊگھي پاسي سان هڪ دستي سامان ۾ وڌايو ويو، ۽ حالت ۾، اسان انهن جي مزاحمتي تبديلين کي ماپي هيٺ هڪ پروب اسٽيشن تي سيمي ڪنڊڪٽر اينالائيزر (ڪيٿلي 4200). -SCS).
هڪ لچڪدار سبسٽريٽ تي تمام گهڻي لچڪدار ۽ شفاف آل ڪاربن ٽرانزسٽر هيٺ ڏنل طريقي سان ٺاهيا ويا آهن ته جيئن پوليمر ڊايلٽرڪ ۽ سبسٽرٽ جي نامياتي سالوينٽس نقصان کان بچڻ لاءِ. MGG جوڙجڪ SEBS تي گيٽ اليڪٽرروڊس طور منتقل ڪيا ويا. هڪ يونيفارم پتلي-فلم پوليمر ڊائلٽرڪ پرت (2 μm ٿلهي) حاصل ڪرڻ لاءِ، هڪ SEBS ٽوليني (80 mg/ml) محلول کي هڪ octadecyltrichlorosilane (OTS)-تبديل ٿيل SiO2/Si substrate تي 1000 rpm تي 1 منٽ لاءِ اسپن-ڪوٽ ڪيو ويو. ٿلهي ڊائي اليڪٽرڪ فلم کي آسانيءَ سان هائيڊروفوبڪ OTS جي مٿاڇري تان SEBS سبسٽرٽ تي منتقل ڪري سگھجي ٿو جيئن تيار ڪيل گرافين سان ڍڪيل هجي. LCR (Inductance، capacitance، resistance) ميٽر (Agilent) استعمال ڪندي ظرفيت جو تعين ڪرڻ لاءِ هڪ مائع ڌاتو (EGaIn؛ Sigma-Aldrich) مٿين اليڪٽرروڊ کي جمع ڪري هڪ ڪيپيسيٽر ٺاهي سگهجي ٿو. ٽرانزسٽر جو ٻيو حصو پوليمر سان ترتيب ڏنل سيمي ڪنڊڪٽرنگ CNTs تي مشتمل هو، اڳ ۾ ڄاڻايل طريقيڪار جي پٺيان (53). نموني ٿيل ماخذ / ڊرين اليڪٽرروڊ سخت SiO2 / Si substrates تي ٺاهيا ويا. تنهن کان پوءِ، ٻه حصا، ڊائلڪٽرڪ/G/SEBS ۽ CNTs/نمون ٿيل G/SiO2/Si، هڪ ٻئي سان ليمينيٽ ڪيا ويا، ۽ سخت SiO2/Si ذيلي ذخيري کي هٽائڻ لاءِ BOE ۾ لڪي ويا. اهڙيء طرح، مڪمل طور تي شفاف ۽ لچڪدار ٽرانسسٽر ٺاهيا ويا. دٻاء هيٺ برقي جاچ پڙتال ڪئي وئي هڪ دستي اسٽريچنگ سيٽ اپ تي مٿي ذڪر ڪيل طريقي سان.
هن آرٽيڪل لاءِ اضافي مواد موجود آهي http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/3/9/e1700159/DC1
انجير S1. SiO2/Si substrates تي monolayer MGG جون نظرياتي مائڪرو اسڪوپي تصويرون مختلف ميگنيفڪيشنز تي.
انجير S4. ٻه-تحقيق واري شيٽ جي مزاحمت ۽ منتقلي @ 550 nm جو مقابلو مونو-، بائي- ۽ ٽرائلر پلين گرافين (ڪارو چوڪن)، MGG (ڳاڙهي حلقن)، ۽ CNTs (نيرو ٽڪنڊي).
انجير S7. مونو- ۽ بائليئر MGGs (ڪارو) ۽ G (لال) جي معمولي مزاحمتي تبديلي ~ 1000 سائيڪلڪ اسٽرين جي لوڊشيڊنگ جي ترتيب سان 40 ۽ 90٪ متوازي دٻاءُ تائين.
انجير S10. SEBS elastomer تي ٽريلر MGG جي SEM تصوير، دٻاءُ کان پوءِ، ڪيترن ئي شگاف مٿان هڪ ڊگهو اسڪرول ڪراس ڏيکاريندي.
انجير S12. AFM ٽريلر MGG جي تصوير تمام پتلي SEBS elastomer تي 20٪ strain تي، ڏيکاريندي آهي ته هڪ اسڪالر هڪ ٽڪريءَ مٿان پار ڪيو ويو آهي.
ٽيبل S1. بيليئر MGG-سنگل والڊ ڪاربن نانوٽيوب ٽرانزسٽرز جون موبلائيزيشن مختلف چينل ڊگھائي تي دٻاءُ کان اڳ ۽ بعد ۾.
هي هڪ کليل رسائي وارو مضمون آهي ورهايو ويو Creative Commons Attribution-Noncommercial لائسنس جي شرطن جي تحت، جيڪو اجازت ڏئي ٿو استعمال، ورڇ، ۽ ورجائي ڪنهن به وچولي ۾، ايتري قدر جو نتيجو استعمال تجارتي فائدي لاءِ نه آهي ۽ مهيا ڪيو ويو اصل ڪم صحيح طرح سان آهي. حوالو ڏنو.
نوٽ: اسان صرف توهان جي اي ميل ايڊريس جي درخواست ڪريون ٿا ته جيئن توهان جنهن شخص کي صفحي جي سفارش ڪري رهيا آهيو اهو ڄاڻي ٿو ته توهان چاهيو ٿا ته اهي ان کي ڏسن، ۽ اهو فضول ميل نه آهي. اسان ڪنهن به اي ميل پتي تي قبضو نه ڪندا آهيون.
هي سوال جاچڻ لاءِ آهي ته ڇا توهان هڪ انساني دورو ڪندڙ آهيو ۽ خودڪار اسپام جمع ڪرائڻ کي روڪڻ لاءِ.
نان ليو طرفان، ايلڪس چورتوس، ٽنگ لي، ليهوا جين، تاهو راءِ ڪيم، وان-گيو بي، چنڪسن زو، سيهانگ وانگ، رافيل پيفٽنر، زيوان چن، رابرٽ سنڪليئر، زينان باؤ
نان ليو طرفان، ايلڪس چورتوس، ٽنگ لي، ليهوا جين، تاهو راءِ ڪيم، وان-گيو بي، چنڪسن زو، سيهانگ وانگ، رافيل پيفٽنر، زيوان چن، رابرٽ سنڪليئر، زينان باؤ
© 2021 آمريڪي ايسوسيئيشن فار دي ايڊوانسمينٽ آف سائنس. سڀ حق محفوظ آهن. AAAS HINARI، AGORA، OARE، CHORUS، CLOCKSS، CrossRef ۽ COUNTER.Science Advances ISSN 2375-2548 جو شريڪ آھي.