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 مان فائدو کڻڻ لاءِ ان جي غير معمولي برقي پراپرٽيز کي وڌائڻ 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 فعال ڪن ٿا.ٽريلر ايم جي جي ايلسٽومر تي سپورٽ ڪئي وئي 65٪ پنهنجي اصل چالکائي کي 100٪ دٻاء تي برقرار رکيو، جيڪو موجوده وهڪري جي هدايت تي مبهم آهي، جڏهن ته نانو اسڪرول کان سواء گرافين جي ٽريلر فلمون صرف 25٪ انهن جي شروعاتي چالکائي کي برقرار رکنديون آهن.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 ڪاربان ٽرانزسٽرز نفيس اسٽريچبل آپٽو اليڪٽرانڪس کي چالو ڪري سگھن ٿا.
اسٽريچبل شفاف اليڪٽرانڪس هڪ وڌندڙ ميدان آهي جنهن ۾ ترقي يافته بايو انٽيگريڊ سسٽم (1, 2) ۾ اهم ايپليڪيشنون آهن ۽ انهي سان گڏ نفيس نرم روبوٽڪس ۽ ڊسپليز پيدا ڪرڻ لاءِ اسٽريچبل آپٽو اليڪٽرانڪس (3, 4) سان ضم ٿيڻ جي صلاحيت آهي.گرافين ايٽمي ٿلهي، اعلي شفافيت، ۽ اعلي چالکائي جي انتهائي گهربل خاصيتن جي نمائش ڪري ٿو، پر ان کي وڌائڻ واري ايپليڪيشنن ۾ ان جي عمل کي روڪيو ويو آهي ان جي رجحان جي ڪري ننڍين تنن تي ٽوڙڻ جي.گرافيني جي ميخانياتي حدن کي ختم ڪري سگھن ٿا نئين ڪارڪردگي کي وڌائي سگھندي شفاف ڊوائيسز ۾.
گرافين جي منفرد ملڪيت ان کي ايندڙ نسل لاءِ مضبوط اميدوار بڻائي ٿي شفاف conductive اليڪٽروڊس (5, 6).سڀ کان عام استعمال ٿيل شفاف موصل جي مقابلي ۾، انڊيم ٽين آڪسائيڊ [ITO؛100 ohms/sq (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 موڙيندڙ ريڊيس جيتري ننڍي 0.8 ملي ايم (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 نانوائرس/نانوٽيوبس، ۽ 0D ڪوانٽم ڊٽس) (12)، لچڪدار ٽرانزسٽرز، 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، CVD گرافين پوليڊيميٿيلسلوڪسين (PDMS) لچڪدار سبسٽرٽ تي منتقل ڪيو ويو آهي صرف ان جي چالڪيت 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).گرافيني کي ڪيترن ئي تہن ۾ اسٽيڪ ڪرڻ سان، اهو ٻڌايو ويو آهي ته هي بائيو يا ٽرائلر گرافين 30 سيڪڙو اسٽرين تائين پکڙيل آهي، مزاحمتي تبديلي ڏيکاريندي آهي 13 ڀيرا مونوليئر گرافين (27) کان ننڍو.بهرحال، هي اسٽريچائيبلٽي اڃا تائين جديد ترين اسٽريچ ايبل 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 گھٽ ۾ گھٽ صحت جي نگراني ڪندڙ سينسرز ۽ اليڪٽرونڪ جلد ( 33، 34).حالانڪه، هڪ گرافيني ڪرگامي طريقي جي ڳولا ڪئي وئي آهي، ۽ ٽرانزيسٽر کي مائع اليڪٽرولائٽ ذريعي وڌايو وڃي ٿو جيترو 240٪ (35).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 ۾ شگاف کي پُلڻ لاءِ conductive رستا مهيا ڪري سگھن ٿا، اهڙيءَ طرح دٻاءُ هيٺ اعليٰ چالکائي 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 وڌيل 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 هن وقت 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 واري شفاف اسٽريچبل گرافيني اليڪٽرروڊز کي چالو ڪرڻ لاءِ، اسان Cu ورق تي CVD-اڀريل گرافيني چونڊيو.Cu ورق کي CVD کوارٽز ٽيوب جي وچ ۾ معطل ڪيو ويو ته جيئن ٻنهي پاسن تي گرافيني جي واڌ جي اجازت ڏني وڃي، G/Cu/G جوڙجڪ ٺاهي ٿي.گرافين کي منتقل ڪرڻ لاءِ، اسان پهريون ڀيرو گرافين جي هڪ پاسي کي بچائڻ لاءِ پولي (ميٿيل 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 اينچنٽ 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.گرافين جي منتقلي دوران، Cu ورق تي پٺئين پاسي واري گرافين کي حدن ۽ خرابين تي ٽوڙيو ويو، بي ترتيب شڪلن ۾ 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.Insets of (C) اھي شدت وارا پروفائل 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 نمائندا اسڪالر ۽ ٻرندڙ نشان لڳل هئا.
تصديق ڪرڻ لاءِ ته اسڪالر رولڊ گرافين فطرت ۾ آهن، اسان ڪيو اعلي 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 گهڻو ڪري گرڊ تي پکڙيل آهي، ۽ هيڪساگونل انگن جي ڪيترن ئي اسٽيڪ جي موجودگي ۾ ڪجهه گرافين فلیکس ظاهر ٿيندا آهن (تصوير 1B).هڪ انفرادي اسڪرول (Fig. 1C) ۾ زوم ڪرڻ سان، اسان ڏٺو ته گرافيني جال جي ڪناري جي هڪ وڏي مقدار، 0.34 کان 0.41 nm جي رينج ۾ لٽيس 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 جالي 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 سگھجي ٿو ته sp2 بانڊنگ هن ڍانچي ۾ ڇانيل آهي، تصديق ڪري ٿي ته اسڪالر انتهائي گرافڪ آهن.
آپٽيڪل مائڪرو اسڪوپي ۽ 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 تناسب سان اسٽيڪ ٿيل تہن جي تعداد ۾ وڌي ٿي.ڪيتريون ئي اسڪالر ڳنڍين ۾ 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 گرافين فليڪس جي سائز تي منحصر آهي.جيئن تصوير 1 (H ۽ I) ۾ ڏيکاريل آهي، اسڪالر کي ڪنن جي ڀيٽ ۾ وڏيون وڏيون سائيزون هونديون آهن، جيڪي گرافين جي پرتن جي وچ ۾ وڌيڪ سخت انٽرفيس ڏانهن وٺي ويندا آهن.
بجليءَ جي خاصيتن کي ماپڻ لاءِ، اسان گرافين فلمن کي اسڪرول ڍانچي سان يا ان کان سواءِ نمونن جي شڪل ڏني ۽ فوٽو ليٿگرافي استعمال ڪندي 300-μm-وائڊ ۽ 2000-μm-ڊگهي اسٽريپس ۾ پرت اسٽيڪ ڪيو.دٻاء جي ڪم جي طور تي ٻه-تحقيق مزاحمت کي محيطي حالتن هيٺ ماپيو ويو.طومار جي موجودگي مونوليئر گرافين جي مزاحمت کي 80 سيڪڙو گھٽائي ڇڏيو ۽ ٽرانسميٽينس ۾ صرف 2.2 سيڪڙو گهٽتائي سان (تصوير S4).هي تصديق ڪري ٿو ته نانو اسڪرول، جن ۾ موجوده موجوده کثافت 5 × 107 A/cm2 (38, 39 ) تائين آهي، MGGs ۾ تمام گهڻو مثبت برقي حصو ڏين ٿيون.سڀني مونو-، بائي-، ۽ ٽريلر 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 (فگ. S5) ۽ انهن کي 550 nm (fig. S6) تي ٽرانسميشن جي فنڪشن جي طور تي Fig. 2A ۾ 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).ياد رهي ته ادب مان مصنوعي طور تي اسٽيڪ ٿيل ملٽي ليئر پلين گرافين جي شيٽ جي مزاحمت اسان جي ايم جي جي جي ڀيٽ ۾ ٿورو وڌيڪ آهي، شايد ان جي ڪري انهن جي غير مناسب واڌ 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-، ۽ ٽريليئر MGGs کي ظاهر ڪن ٿا؛ڳاڙهي حلقا ۽ نيري ٽڪنڊيون لي et al جي مطالعي مان Cu ۽ Ni تي وڌايل گھڻن سطحي سادي گرافين سان ملن ٿيون.(6) ۽ Kim et al.(8)، ترتيب سان، ۽ بعد ۾ منتقل ڪيو ويو SiO2/Si يا کوارٽز تي؛۽ 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) بائليئر G (لال) ۽ MGG (ڪارو) جي معمولي مزاحمت جي تبديلي سائيڪلڪ اسٽرين جي لوڊشيڊنگ جي تحت 50٪ عمودي دٻاءُ تائين.(اي) ٽرائلر G (لال) ۽ MGG (ڪارو) جي معمولي مزاحمتي تبديلي سائيڪلڪ اسٽرين جي لوڊشيڊنگ تحت 90٪ متوازي دٻاءُ تائين.(F) مونو-، bi- ۽ ٽرائلر G ۽ bi- ۽ ٽرائلر MGGs جي معمولي ڪيپيسٽينس جي تبديلي کي دٻاء جي ڪم جي طور تي.inset capacitor ڍانچي آھي، جتي پوليمر سبسٽرٽ SEBS آھي ۽ پوليمر dielectric پرت 2-μm-ٿلهي SEBS آھي.
MGG جي دٻاءُ تي منحصر ڪارڪردگي جو جائزو وٺڻ لاءِ، اسان گرافيني کي thermoplastic elastomer styrene-ethylene-butadiene-styrene (SEBS) ذيلي ذيلي ذخيري تي منتقل ڪيو (~ 2 سينٽي ويڪر ۽ ~ 5 سينٽي ڊگھو)، ۽ 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 ٿي چڪي آهي.نانو اسڪرولز سان، 100٪ عمودي دٻاءُ تي، ٽرائلر MGG ساخت جي مزاحمت صرف 50٪ وڌي وئي، ان جي مقابلي ۾ 300٪ ٽريلر گرافيني لاءِ بغير اسڪرول جي.cyclic strain loading جي تحت مزاحمت جي تبديلي جي تحقيق ڪئي وئي.مقابلي لاءِ (Fig. 2D)، هڪ سادي بائليئر گرافيني فلم جي مزاحمت 7.5 ڀيرا وڌي وئي ~700 سائيڪلن کان پوءِ 50 سيڪڙو عمودي دٻاءَ تي ۽ هر چڪر ۾ دٻاءَ 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، ٽرائلر 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 اضافو ان ڪري ٿئي ٿو جو درگاهن جو رخ ڪرنٽ وهڪري جي رخ ڏانهن بيٺو آهي.SEBS elastomer substrate جي viscoelastic بحالي جي ڪري لوڊشيڊنگ ۽ unloading strain دوران مزاحمت جو انحراف.سائيڪل هلائڻ دوران MGG سٽون جي وڌيڪ مستحڪم مزاحمت وڏي اسڪالر جي موجودگي جي ڪري آهي جيڪي گرافين جي ڦاٽل حصن کي پلائي سگهن ٿيون (جيئن ته AFM پاران مشاهدو ڪيو ويو آهي)، هڪ ڇڪڻ واري رستي کي برقرار رکڻ ۾ مدد ڪري ٿي.اهو رجحان هڪ پرڪوليٽنگ رستي جي ذريعي چالکائي کي برقرار رکڻ جو اڳ ۾ ٻڌايو ويو آهي ته ڀريل ڌاتو يا سيمي ڪنڊڪٽر فلمن لاء elastomer substrates (40, 41).
انهن گرافين 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 ڊائليڪٽرڪ ڪيپيسيٽينس جي تبديلي کي دٻاءَ جي ڪم جي طور تي (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 دٻاء سان، جنهن جي توقع ڪئي وئي آهي ڇاڪاڻ ته دٻاء سان ڊيليڪٽرڪ ٿلهي ۾ گهٽتائي.ظرفيت ۾ متوقع اضافو MGG جي جوڙجڪ سان تمام سٺي نموني سان ملائي ٿو (fig. S8).اهو ظاهر ڪري ٿو ته MGG هڪ دروازي جي طور تي مناسب آهي اليڪٽرروڊ لچڪدار ٽرانسسٽرز لاءِ.
1D گرافيني اسڪرول جي ڪردار کي وڌيڪ تحقيق ڪرڻ لاءِ اليڪٽريڪل چالڪيت جي سختي رواداري تي ۽ گرافيني تہن جي وچ ۾ علحدگيءَ کي بهتر ڪنٽرول ڪرڻ لاءِ، اسان استعمال ڪيو اسپري ڪوٽيڊ سي اين ٽيز گرافيني اسڪرول کي مٽائڻ لاءِ (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 کي دٻاءُ هيٺ تحقيق ڪيو.آپٽيڪل مائيڪرو اسڪوپي ۽ اسڪيننگ اليڪٽران مائيڪرو اسڪوپي (SEM) اثرائتو ڪردار سازي جا طريقا نه آهن ڇو ته ٻنهي ۾ رنگن جي برعڪس ۽ SEM ۾ اليڪٽران اسڪيننگ دوران تصويري نموني جي تابع آهي جڏهن گرافين پوليمر سبسٽراٽس تي هوندو آهي (figs. S9 ۽ S10).حالت ۾ مشاهدو ڪرڻ لاءِ گرافيني جي مٿاڇري تي دٻاءُ هيٺ، اسان AFM ماپون گڏ ڪيون ٽريلر MGGs ۽ سادي گرافيني تي منتقل ڪرڻ کان پوءِ تمام پتلي (~ 0.1 ملي ميٽر ٿلهي) ۽ لچڪدار SEBS سبسٽرن 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 سخت ٿي ويا (تصوير 4، A کان D).ڪاربان تي ٻڌل اليڪٽروڊز جي اسٽيڪنگ ڍانچي تي مدار رکندي، شگاف مختلف شڪلين جي نمائش ڪن ٿا (تصوير S11) (27).ڪڪڙ واري علائقي جي کثافت (تعريف ڪيل 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، اسڪراول اڪثر ڪري ڏٺا ويندا آهن ته دراڙن کي پُلڻ لاءِ، ڇڪيل فلم ۾ اضافي ڪنڊڪٽري رستا مهيا ڪن.مثال طور، جيئن تصوير 4B جي تصوير ۾ ليبل ٿيل آهي، هڪ وسيع اسڪرول ٽريليئر MGG ۾ هڪ شگاف مٿان پار ڪيو ويو، پر سادي گرافين (تصوير 4، E کان H) ۾ ڪو به 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 اسڪرال جون تصويرون (A to D) ۽ ٽريلر G ڍانچي (E کان H) تي تمام پتلي SEBS (~ 0.1 ملي ميٽر ٿلهي) ايلسٽومر تي 0، 20، 60، ۽ 100 % 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.(ج) 20٪ خارجي دٻاءَ تي مونوليئر گرافيني ۽ SEBS سبسٽرٽ ۾ وڌ ۾ وڌ پرنسپل لاگارٿمڪ اسٽرين جو سموليشن ڪنٽور نقشو.(K) مختلف گرافين جي جوڙجڪ لاءِ شگاف واري علائقي جي کثافت (ڳاڙهو ڪالم)، 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 درگاهن کي پُرڻ 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 اميد آهي.ان جي مقابلي ۾، نسبتاً گھڻا (گهٽ ٽرانسميٽينس) CNT نيٽ ورڪن کي تقابلي conductive پلنگ جي صلاحيت مهيا ڪرڻ جي ضرورت پوندي آهي، جيئن ته CNTs ننڍا هوندا آهن (عام طور تي ڪجهه مائڪرو ميٽر ڊگھائي) ۽ اسڪرالن کان گهٽ ڪنڊڪٽو.ٻئي طرف، جيئن تصوير ۾ ڏيکاريل آهي.S12، جڏهن ته گرافين کي ڇڪڻ جي دوران ڇڪڻ واري دٻاءُ کي گڏ ڪرڻ جي لاءِ، طومار ڦاٽي نه ٿا ڪن، اهو ظاهر ڪري ٿو ته پويون شايد هيٺئين گرافين تي سلائي 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 کان وڌيڪ موثر ماڊلس.جيئن ٻڌايو ويو آهي گرين ۽ هرسم (42)، دھاتي سي اين ٽي نيٽ ورڪ (ٽيوب 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، رابطي جي مزاحمت ۽ رابطي واري علائقي گرافيني ۽ گرافيني اسڪرول جي وچ ۾ رابطي واري علائقي کي محدود نه هجڻ گهرجي ڪارڪردگي کي برقرار رکڻ لاءِ.
گرافيني ۾ SEBS ذيلي ذخيري کان 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 سبسٽريٽ تي 1-nm-ٿلهي گرافين جي خرابيءَ کي تخليق ڪيو (تفصيل لاءِ اضافي مواد ڏسو).تخليق جي نتيجن موجب، جڏهن 20٪ دٻاءُ SEBS سبسٽرٽ تي ٻاهران لاڳو ڪيو وڃي ٿو، گرافين ۾ سراسري دٻاءُ ~ 6.6٪ 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 سبسٽرٽ علائقي ۾ دٻاءُ گهٽ ۾ گهٽ ٻه ڀيرا گرافيني علائقي ۾ دٻاءُ آهي.اهو ظاهر ڪري ٿو ته گرافين 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 ميکانيزمن جي ذريعي: (i) اسڪالر جدا ٿيل علائقن کي پل ڪري سگھن ٿا هڪ conductive percolation pathway کي برقرار رکڻ لاء، ۽ (ii) multilayer graphene sheets/elastomer سلائيڊ 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، جيڪي گرافين جي تہن جي وچ ۾ علحدگي کي وڌائڻ ۾ مدد ڪري سگھن ٿيون ۽ ان ڪري گرافيني تہن جي سلائنگ کي چالو ڪيو.
تمام ڪاربن ڊوائيسز جوش سان تعاقب ڪيا ويا آهن ڇاڪاڻ ته گهٽ قيمت ۽ اعلي throughput جي ڪري.اسان جي حالت ۾، آل ڪاربن ٽرانزسٽرز ٺاهيا ويا هئا هيٺان گرافيني گيٽ، هڪ مٿين گرافيني ماخذ/نالي رابطي، هڪ ترتيب ڏنل CNT سيمڪنڊڪٽر، ۽ SEBS هڪ ڊائلڪٽرڪ (Fig. 5A).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 ورڪن کي وڏي ٿلهي جي ضرورت هوندي آهي ۽ نتيجي طور، 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 ٽرانزيسٽر 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 آھي آن ۽ آف وھارن 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 evaporated Au فلم سان آهي (ڏسو تصوير. S14).اسٽريچبل ٽرانزسٽر جي سنترپشن موبلائيٽي 5.6 cm2/Vs بابت آهي، ساڳي پوليمر سان ترتيب ڏنل CNT ٽرانزسٽرز جي rigid Si substrates تي 300-nm SiO2 سان هڪ dielectric پرت وانگر.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 طرف متوازي هدايت ۾ وڌايو ويو، گهٽ ۾ گهٽ تباهي 120٪ دٻاء تائين ڏٺو ويو.ڇڪڻ دوران، حرڪت مسلسل 5.6 cm2/Vs کان 0٪ strain تي 2.5 cm2/Vs تائين 120٪ strain تي گھٽجي وئي (تصوير 5F).اسان مختلف چينل جي ڊگھائي لاء ٽرانزسٽر جي ڪارڪردگي جو مقابلو پڻ ڪيو (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 آل ڪاربن ٽرانزسٽرز تي سڀني تازي 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 موبلائيٽي ۽ هسٽريسس جي لحاظ کان سٺي ڪارڪردگي ڏيکارين ٿا ۽ ان سان گڏ تمام گھڻي لچڪدار آھي.
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 سگھجي ٿو.جڏهن ته ~ 100٪ (Fig. 6, C ۽ D) تائين، LED روشني جي شدت تبديل نه ٿيندي آهي، 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 ٽرانسسٽر 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 ٿيندڙ آل ڪاربان شفاف ۽ اسٽريچبل ٽرانزسٽر کي ايل اي ڊي جي مٿان 0٪ (بائیں) ۽ ~ 100٪ اسٽرين (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 چالاڪ گرافيني ڍانچي ٺاهيا آهن، جيڪا وڏي وهڪري جي هيٺان اعليٰ چالڪيت برقرار رکي ٿي، جيئن اسٽريچبل اليڪٽروڊز، اسٽيڪ ٿيل گرافيني تہن جي وچ ۾ گرافيني نانوسڪرولز پاران فعال ڪيل.اهي bi- ۽ ٽرائلر MGG اليڪٽروڊ ڍانچا هڪ ايلسٽومر تي ترتيب سان 21 ۽ 65٪ برقرار رکي سگهن ٿا، انهن جي 0٪ strain conductivities جي 100٪ کان وڌيڪ، ان جي مقابلي ۾ 5٪ strain تي چالکائي جي مڪمل نقصان جي مقابلي ۾ عام monolayer graphene electrodes لاءِ. .گرافيني اسڪالر جا اضافي چالاڪ رستا ۽ گڏوگڏ منتقل ٿيل تہن جي وچ ۾ ضعيف رابطي، دٻاء هيٺ اعلي چالکائي استحڪام ۾ مدد ڪن ٿا.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 مطالعي کي وڌايو ويو graphene کي وڌائڻ واري اليڪٽرانڪس لاءِ چالو ڪرڻ 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 وڌايو ويو.Cu ورق جا ٻئي پاسا مونوليئر گرافين سان ڍڪيل هئا.PMMA جي هڪ پتلي پرت (2000 rpm؛ A4، Microchem) Cu ورق جي هڪ پاسي تي اسپن-ڪوٽ ٿيل هئي، PMMA/G/Cu ورق/G ساخت ٺاهيندي.ان کان پوء، پوري فلم کي 0.1 M امونيم پرسلفيٽ [(NH4) 2S2O8] حل ۾ اٽڪل 2 ڪلاڪن تائين ڀاڄيو ويو ته جيئن Cu ورق کي ڇڪايو وڃي.ان عمل دوران، غير محفوظ پٺئين پاسي وارو گرافين پھريائين اناج جي حدن سان ڦاٽي پيو ۽ پوءِ مٿاڇري جي ڇڪتاڻ جي ڪري طومار ۾ لھي ويو.اسڪالر PMMA-سپورٽ اپر گرافيني فلم سان ڳنڍيل هئا، PMMA/G/G اسڪرال ٺاهيندي.ان کان پوءِ فلمن کي ڪيترائي ڀيرا ديونائيز ٿيل پاڻي ۾ ڌويو ويو ۽ ٽارگيٽ سبسٽرٽ تي رکيا ويا، جهڙوڪ سخت SiO2/Si يا پلاسٽڪ سبسٽرٽ.جيئن ئي جڙيل فلم ذيلي ذخيري تي خشڪ ٿي، نموني طور تي ترتيب وار طور تي ايسٽون، 1: 1 ايسٽون / آئي پي اي (آئسوپروپيل الڪوحل)، ۽ پي ايم ايم اي کي هٽائڻ لاء IPA هر هڪ 30 s لاء.فلمن کي 100 ڊگري سينٽي گريڊ تي 15 منٽ لاءِ گرم ڪيو ويو يا رات جو ويڪيوم ۾ رکيو ويو ته جيئن ڦاٽي پاڻي کي مڪمل طور تي هٽايو وڃي ان کان اڳ جو G/G اسڪرال جي ٻي پرت ان تي منتقل ڪئي 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 جي جوڙجڪ 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 تفصيلن 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 گرافيني ڍانچي کي پٽين ۾ شڪل ڏيڻ لاءِ (~ 300 μm ويڪر ۽ ~ 2000 μm ڊگھا)، ۽ Au (50 nm) اليڪٽروڊز کي حرارتي طور تي استعمال ڪيو ويو. ڊگھي پاسي جي ٻنهي سرن تي ڇانو ماسڪ.گرافين جي پٽين کي پوءِ هڪ 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 سبسٽريٽس 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 هٿرادو اپريٽس ۾ وڌايو ويو، ۽ حالت ۾، اسان انهن جي مزاحمتي تبديلين کي ماپ ڪيو، دٻاءُ هيٺ هڪ پروب اسٽيشن تي هڪ سيمي ڪنڊڪٽر اينالائيزر (ڪيٿلي 4200) سان. -SCS).
هڪ لچڪدار سبسٽريٽ تي تمام گهڻي لچڪدار ۽ شفاف آل ڪاربن ٽرانزسٽر هيٺ ڏنل طريقي سان ٺاهيا ويا آهن ته جيئن پوليمر ڊائلٽرڪ ۽ سبسٽرٽ جي نامياتي سالوينٽس نقصان کان بچڻ لاءِ.MGG اڏاوتون SEBS تي گيٽ اليڪٽرروڊس طور منتقل ڪيا ويا.هڪ يونيفارم پتلي-فلم پوليمر ڊائلٽرڪ پرت (2 μm ٿلهي) حاصل ڪرڻ لاءِ، هڪ SEBS ٽوليوئن (80 mg/ml) محلول کي 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.ايل سي آر (انڊڪٽينس، ڪيپيسيٽينس، مزاحمت) ميٽر (Agilent) استعمال ڪندي ظرفيت کي طئي 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 ڪنڊڪٽنگ 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 بيان ڪيل طريقي سان.
هن مضمون لاءِ اضافي مواد موجود آهي http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/3/9/e1700159/DC1
انجيرS1.مختلف ميگنيفڪيشنز تي SiO2/Si substrates تي monolayer MGG جون آپٽيڪل مائڪرو اسڪوپي تصويرون.
انجيرS4.ٻه-تحقيق واري شيٽ جي مزاحمت ۽ منتقلي جو مقابلو @550 nm جي مونو-، بائي- ۽ ٽرائلر پلين گرافين (ڪارو چوڪن)، MGG (ڳاڙهي حلقن)، ۽ CNTs (نيرو ٽڪنڊي).
انجيرS7.مونو- ۽ بائليئر MGGs (ڪارو) ۽ G (ڳاڙھو) جي معمولي مزاحمتي تبديلي ~ 1000 سائيڪلڪ اسٽرين جي لوڊشيڊنگ جي ترتيب سان 40 ۽ 90٪ متوازي دٻاءُ تائين.
انجيرS10.SEBS elastomer تي ٽريلر MGG جي SEM تصوير، دٻاءُ کان پوءِ، ڪيترن ئي شگاف مٿان هڪ ڊگهو اسڪرول ڪراس ڏيکاريندي.
انجيرS12.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 دٻاءَ کان اڳ ۽ پوءِ.
هي هڪ کليل رسائي آرٽيڪل آهي ورهايو ويو Creative Commons Attribution-Non Commercial 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 ناهي.اسان ڪنهن به اي ميل ايڊريس تي قبضو نه ڪندا آهيون.
هي سوال جانچڻ 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 جن، تاهو راءِ ڪيم، وان-گيو بي، چنڪسين زو، سيهانگ وانگ، رافيل پيفٽنر، زيوان چن، رابرٽ سنڪليئر، زينان باؤ
نان ليو طرفان، ايلڪس چورتوس، ٽنگ لي، ليهوا جن، تاهو راءِ ڪيم، وان-گيو بي، چنڪسين 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.