日本研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種新方法來構(gòu)建大面積的半導(dǎo)體材料，這種材料只有兩個分子厚，總共4.4納米高。這些薄膜起到薄膜晶體管的作用，并且在柔性電子或化學(xué)探測器中具有潛在的未來應(yīng)用。這些薄膜晶體管是利用液體溶液處理創(chuàng)建的半導(dǎo)體單分子雙層膜的第一個例子，這是一種標(biāo)準(zhǔn)制造工藝，可最大限度地降低成本。

“我們希望為電子設(shè)備提供真實細(xì)胞膜的特性：靈活，強大，靈敏，超薄。我們發(fā)現(xiàn)了一種設(shè)計半導(dǎo)體單分子雙層膜的新方法，使我們能夠制造高達(dá)100平方厘米的大表面積( 39平方英寸。它們可以作為高性能薄膜晶體管發(fā)揮作用，并可能在未來有很多應(yīng)用，“最近研究出版物的第一作者助理教授Shunto Arai說。

東京大學(xué)應(yīng)用物理系教授Tatsuo Hasegawa帶領(lǐng)團(tuán)隊制作了這部新電影。成功的突破是一種稱為幾何挫折的概念，它使用分子形狀，使分子難以在多個層中彼此堆疊。

該薄膜是透明的，但是當(dāng)通過顯微鏡從上方觀察薄膜時，分子之間的吸引力和排斥力產(chǎn)生有組織的，重復(fù)的人字形圖案。雙層的整體分子結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。研究人員認(rèn)為應(yīng)該可以用不同功能的不同分子構(gòu)建相同的結(jié)構(gòu)。

當(dāng)前膠片中使用的各個分子分為兩個區(qū)域：頭部和尾部。一個分子的頭部堆疊在另一個分子的頂部，它們的尾巴指向相反的方向，因此分子形成垂直線。這兩個分子被相同的頭對頭分子包圍，這些分子一起形成稱為分子雙層的夾層。

研究人員發(fā)現(xiàn)，通過用不同長度尾部的分子構(gòu)建雙層，可以防止額外的雙層堆疊在頂部，因此雙層表面粗糙，自然不鼓勵堆疊。不同長度的這種效果被稱為幾何挫折。

制造半導(dǎo)體分子雙層的標(biāo)準(zhǔn)方法不能控制厚度而不會產(chǎn)生裂縫或不規(guī)則表面。不同長度尾部的幾何挫折使研究人員能夠避免這些陷阱并使用常見的溶液處理工業(yè)方法建立10厘米×10厘米(3.9英寸×3.9英寸)的薄膜。

雙層的半導(dǎo)體特性可以使薄膜應(yīng)用于柔性電子或化學(xué)檢測。

半導(dǎo)體能夠在允許電流流動的狀態(tài)(導(dǎo)體)和阻止電流流動的狀態(tài)(絕緣體)之間切換。這種通斷切換允許晶體管快速改變顯示的圖像，例如LCD屏幕上的圖像。由UTokyo團(tuán)隊創(chuàng)建的單分子雙層比非晶硅薄膜晶體管快得多，非晶硅薄膜晶體管是目前用于電子產(chǎn)品的常見半導(dǎo)體類型。