近年来,能够应用于先辈生物、医疗体系的电子元器件和集成电路受到多个领域的广泛关注,而如何做到在生物体与数字世界之间友爱交互是一个极为紧张的课题。通常来说,集成电路和电子元器件必要制作在生物可降解材料或者柔性材料上,以达成电路与生物体的共形接触,真正实现生物体与数字世界的完善连接。与此同时,对便携性应用的需求日益增长,各类器件均必要具有特别很是低的功耗,以完成在有限能量下长时间工作。然而,当前在柔性或可生物降解基底上的电子元器件和集成电路尚不足以同时实现低功耗和具有肯定复杂度的功能性。实现可转移至生物外观的集成电路于是就成为推动下一代先辈医疗数据监控、疾病监测和分析的关键。
近日,北京大学信息科学技术学院、纳米器件物理与化学教育部重点实验室胡又凡研究员课题组在可生物集成的集成电路研究中取得紧张进展,行使碳纳米管网络薄膜作为沟道材料,通过转移加工技术,实现了晶圆规模的、可转移至生物外观的,兼具高均一性和低功耗的电子元器件和集成电路。
课题组充分行使碳纳米管可进行低温工艺的上风,在生物可降解柔性基底上构建了基本电子元器件和集成电路,采用转移工艺转移到任意外观(如手腕皮肤、生物降解材料、树叶等),并且实现了器件和电路在一片弯曲树叶上正常工作。一方面,制备得到的薄膜晶体管具有超低功耗,关态电流低至0.1 pA/μ
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可转移到生物外观的集成电路(从左到右依次转移到手腕、生物降解材料、树叶)
在“青年海外高条理人才引进计划”(即“青年千人计划”)、国家天然科学基金、国家重点研发计划、北京大学建设世界一流大学(学科)和特色发展指导专项等支撑下,2018年4月18日,上述工作以题为《低功耗可转移至生物外观的碳纳米管集成电路》(Low-power carbon nanotube-based integrated circuits that can be transferred to biological surfaces)的论文,在线发表于《天然·电子学》(Nature Electronics, 1, 237, 2018, DOI: 10.1038/s41928-018-0056-6);信息学院博士研究生向立为第一作者,胡又凡研究员为通信作者。
编辑:山石
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