慶義大學等成功以13.56MHz高頻驅動柔軟具伸縮性的半導體元件

 

刊登日期:2022/1/11
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日本慶義大學發表與美國史丹佛大學成功地實現全球首次讓柔軟具伸縮性的半導體元件在13.56 MHz的高頻下運作的研究成果,與現有伸縮性半導體元件的運作頻率相比,性能提升了10萬倍。

研究團隊開發的是一項在可實現高效率無線電力傳輸或通訊之13.56 MHz高頻下驅動的伸縮性二極體(Diode),長度延伸至1.5倍仍可在高頻下運作,即使重複拉伸亦能維持高電氣特性。

研發的關鍵要素在於各種針對高頻驅動進行精密調整的新型伸縮性電子材料。例如伸縮性半導體材料透過在原本像玻璃一樣易碎的高分子半導體化學構造中加入少許柔軟的矽橡膠化學結構,使其具備高電氣特性與伸縮性。其他如導電性高分子材料或銀奈米線電子材料等也重新予以設計,在賦予其伸縮性的同時電氣特性亦滿足高頻運作的要求。

研究團隊進一步利用開發的高頻伸縮性二極體,製作了柔軟具伸縮性且結合了感測器、顯示器及天線的整合系統。此系統由內置於衣物中的天線獲得無線供電,感測器訊號可即時地以顯示元件的顏色變化進行顯示。整體系統即使大幅伸長也不會損壞,且具有舒適的使用性與優異的機械耐久性。

新開發的元件可望成為次世代穿戴式設備的原型,進而實現透過無線傳輸在伸縮性顯示器上呈現伸縮性感測器訊號之系統開發。此外,本研究中開發的新型伸縮性電子材料亦可望轉用於感測器或發光元件等其他研發用途。


資料來源: https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/files/2021/12/9/211209-2.pdf
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