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由橡胶制成的原型晶体管元件(仅部分能工作)

日本国家先进工业科学技术研究所(AIST)开发出了一种据称和布料一样柔软强韧的晶体管。

这种晶体管的大多数元件都由橡胶或凝胶制成，因此可弯曲。作为结果，该晶体管抗拉强度高，并且对弯曲和拉伸耐受性很高。

AIST说，即使用高跟鞋去踩，或者洗涤，它也不会坏。因为这一优势，AIST预期该晶体管将在固定在人体或服装上的大面积传感器中找到用途。

该晶体管通过用厚度1毫米或以下的硅橡胶形成栅极、源极、漏极、栅介质薄膜和沟道而制成。它大小为1x1毫米，沟道的长宽分别约为50微米和700微米。

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被高跟鞋践踏中的晶体管

对于每个电极，使用了一种通过在橡胶中混入单壁纳米碳管以提高导电率的复合材料，对应栅介质薄膜的层使用了聚合物浸渍离子液体所得的凝胶状材料制成，而沟道则由随机排列的单壁纳米碳管组成，其性质和半导体相似。

凝胶并不是像氧化物一样的绝缘体，但对其施加电压时，凝胶内部的离子就会移动。作为结果，其功能类似一个双电层电容器并扮演介电质材料的角色。

该晶体管导通状态和截止状态下的电流比高达10⁴，所需施加的栅极电压为-2到1V。

即使把该晶体管反复拉长40~50%达1,000次，其属性并没有什么大的变化，显示出它对弯曲和扭转的耐受性。

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固定在T恤上的晶体管

开发晶体管的研究者之一，AIST的纳米碳管研究中心应用团队的资深研究员关口敦子说：“即使用手把它折叠成锐角，它还能工作。”

当用高跟鞋踩一个物体时，所施加的压强约为25千克力/厘米²(约245N/cm²)，这比汽车轮胎碾过的压强还高约70%，而AIST说，这时该晶体管的工作特性并没有太大改变。

本文译自 nikkeibp，由 王丢兜 编辑发布。

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