ਅਲਟਰਾਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਅਤੇ ਖਿੱਚਣ ਯੋਗ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਸ

ਦੋ-ਅਯਾਮੀ ਸਮੱਗਰੀ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਗ੍ਰਾਫੀਨ, ਲਚਕਦਾਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕਸ ਵਿੱਚ ਰਵਾਇਤੀ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਅਤੇ ਨਵੀਨਤਮ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਦੋਵਾਂ ਲਈ ਆਕਰਸ਼ਕ ਹਨ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀ ਉੱਚ ਤਣਾਅ ਵਾਲੀ ਤਾਕਤ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਘੱਟ ਦਬਾਅ 'ਤੇ ਫ੍ਰੈਕਚਰ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕਸ ਵਿੱਚ ਇਸਦੀਆਂ ਅਸਧਾਰਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦਾ ਫਾਇਦਾ ਉਠਾਉਣਾ ਚੁਣੌਤੀਪੂਰਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਕੰਡਕਟਰਾਂ ਦੇ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਤਣਾਅ-ਨਿਰਭਰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਣ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਸਟੈਕਡ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਲੇਅਰਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੈਨੋਸਕ੍ਰੌਲ ਬਣਾਏ, ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ ਮਲਟੀਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ/ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਕ੍ਰੋਲਸ (MGGs) ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਤਣਾਅ ਦੇ ਅਧੀਨ, ਕੁਝ ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਨੇ ਇੱਕ ਪਰਕੋਲੇਟਿੰਗ ਨੈਟਵਰਕ ਨੂੰ ਬਣਾਈ ਰੱਖਣ ਲਈ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੇ ਖੰਡਿਤ ਡੋਮੇਨਾਂ ਨੂੰ ਜੋੜਿਆ ਜੋ ਉੱਚ ਤਣਾਅ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਚਾਲਕਤਾ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਇਲਾਸਟੋਮਰਾਂ 'ਤੇ ਸਮਰਥਿਤ ਟ੍ਰਾਇਲੇਅਰ MGGs ਨੇ ਆਪਣੇ ਮੂਲ ਸੰਚਾਲਨ ਦਾ 65% 100% ਤਣਾਅ 'ਤੇ ਬਰਕਰਾਰ ਰੱਖਿਆ, ਜੋ ਕਿ ਮੌਜੂਦਾ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਲਈ ਲੰਬਵਤ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਨੈਨੋਸਕਰੋਲਾਂ ਤੋਂ ਬਿਨਾਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀਆਂ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ ਫਿਲਮਾਂ ਨੇ ਆਪਣੇ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਸੰਚਾਲਨ ਦਾ ਸਿਰਫ 25% ਬਰਕਰਾਰ ਰੱਖਿਆ। ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ MGGs ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਇੱਕ ਖਿੱਚਣ ਯੋਗ ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਨੇ >90% ਦਾ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਅਤੇ 120% ਤਣਾਅ (ਚਾਰਜ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਸਮਾਨਾਂਤਰ) 'ਤੇ ਆਪਣੇ ਅਸਲ ਮੌਜੂਦਾ ਆਉਟਪੁੱਟ ਦੇ 60% ਨੂੰ ਬਰਕਰਾਰ ਰੱਖਿਆ। ਇਹ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਅਤੇ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਆਧੁਨਿਕ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਆਪਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕਸ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾ ਸਕਦੇ ਹਨ।
ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕਸ ਇੱਕ ਵਧ ਰਿਹਾ ਖੇਤਰ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਉੱਨਤ ਬਾਇਓਇੰਟੇਗਰੇਟਿਡ ਸਿਸਟਮਾਂ (1, 2) ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨ ਹਨ ਅਤੇ ਨਾਲ ਹੀ ਆਧੁਨਿਕ ਸਾਫਟ ਰੋਬੋਟਿਕਸ ਅਤੇ ਡਿਸਪਲੇਅ ਪੈਦਾ ਕਰਨ ਲਈ ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ ਆਪਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕਸ (3, 4) ਨਾਲ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਕਰਨ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਹੈ। ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਪਰਮਾਣੂ ਮੋਟਾਈ, ਉੱਚ ਪਾਰਦਰਸ਼ਤਾ, ਅਤੇ ਉੱਚ ਸੰਚਾਲਕਤਾ ਦੇ ਬਹੁਤ ਹੀ ਫਾਇਦੇਮੰਦ ਗੁਣਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਪਰ ਇਸਨੂੰ ਖਿੱਚਣ ਯੋਗ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਵਿੱਚ ਲਾਗੂ ਕਰਨ ਨੂੰ ਛੋਟੇ ਤਣਾਅ ਵਿੱਚ ਦਰਾੜ ਕਰਨ ਦੀ ਪ੍ਰਵਿਰਤੀ ਦੁਆਰਾ ਰੋਕਿਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀਆਂ ਮਕੈਨੀਕਲ ਸੀਮਾਵਾਂ ਨੂੰ ਪਾਰ ਕਰਨ ਨਾਲ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਯੰਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਨਵੀਂ ਕਾਰਜਕੁਸ਼ਲਤਾ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।
ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀਆਂ ਵਿਲੱਖਣ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਇਸਨੂੰ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਸੰਚਾਲਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ (5, 6) ਦੀ ਅਗਲੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਲਈ ਇੱਕ ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਉਮੀਦਵਾਰ ਬਣਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ। ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਵਰਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਕੰਡਕਟਰ, ਇੰਡੀਅਮ ਟੀਨ ਆਕਸਾਈਡ [ITO; 90% ਪਾਰਦਰਸ਼ਤਾ 'ਤੇ 100 ohms/ਵਰਗ (ਵਰਗ)], ਰਸਾਇਣਕ ਭਾਫ਼ ਜਮ੍ਹਾ (CVD) ਦੁਆਰਾ ਉਗਾਇਆ ਗਿਆ ਮੋਨੋਲਾਇਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸ਼ੀਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ (125 ohms/sq) ਅਤੇ ਪਾਰਦਰਸ਼ਤਾ (97.4%) (5) ਦਾ ਸਮਾਨ ਸੁਮੇਲ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਫਿਲਮਾਂ ਵਿੱਚ ਆਈਟੀਓ (7) ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਅਸਧਾਰਨ ਲਚਕਤਾ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਇੱਕ ਪਲਾਸਟਿਕ ਦੇ ਘਟਾਓਣਾ ਉੱਤੇ, ਇਸਦੀ ਸੰਚਾਲਨ ਨੂੰ 0.8 ਮਿਲੀਮੀਟਰ (8) ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਛੋਟੇ ਵਕਰ ਦੇ ਇੱਕ ਝੁਕਣ ਵਾਲੇ ਘੇਰੇ ਲਈ ਵੀ ਬਰਕਰਾਰ ਰੱਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਲਚਕਦਾਰ ਕੰਡਕਟਰ ਦੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਇਸਦੀ ਬਿਜਲੀ ਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਨੂੰ ਹੋਰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ, ਪਿਛਲੇ ਕੰਮਾਂ ਨੇ ਇਕ-ਅਯਾਮੀ (1D) ਸਿਲਵਰ ਨੈਨੋਵਾਇਰਸ ਜਾਂ ਕਾਰਬਨ ਨੈਨੋਟਿਊਬ (CNTs) (9-11) ਨਾਲ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਹਾਈਬ੍ਰਿਡ ਸਮੱਗਰੀ ਵਿਕਸਿਤ ਕੀਤੀ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੂੰ ਮਿਸ਼ਰਤ ਅਯਾਮੀ ਹੇਟਰੋਸਟ੍ਰਕਚਰਲ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰਾਂ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ 2D ਬਲਕ Si, 1D ਨੈਨੋਵਾਇਰਸ/ਨੈਨੋਟਿਊਬਜ਼, ਅਤੇ 0D ਕੁਆਂਟਮ ਡੌਟਸ) (12), ਲਚਕੀਲੇ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ, ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲ, ਅਤੇ ਰੌਸ਼ਨੀ-ਉਮੀਰ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਡਾਇਓਡਸ (13) ਲਈ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਵਜੋਂ ਵਰਤਿਆ ਗਿਆ ਹੈ। -23)।
ਹਾਲਾਂਕਿ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੇ ਲਚਕਦਾਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕਸ ਲਈ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਨਤੀਜੇ ਦਿਖਾਏ ਹਨ, ਪਰ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕਸ ਵਿੱਚ ਇਸਦਾ ਉਪਯੋਗ ਇਸਦੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ (17, 24, 25) ਦੁਆਰਾ ਸੀਮਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ; ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਵਿੱਚ 340 N/m ਦੀ ਇੱਕ ਇਨ-ਪਲੇਨ ਕਠੋਰਤਾ ਅਤੇ 0.5 TPa (26) ਦਾ ਇੱਕ ਯੰਗ ਦਾ ਮਾਡਿਊਲਸ ਹੈ। ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਕਾਰਬਨ-ਕਾਰਬਨ ਨੈੱਟਵਰਕ ਲਾਗੂ ਕੀਤੇ ਤਣਾਅ ਲਈ ਕੋਈ ਊਰਜਾ ਡਿਸਸੀਪੇਸ਼ਨ ਵਿਧੀ ਪ੍ਰਦਾਨ ਨਹੀਂ ਕਰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਲਈ 5% ਤੋਂ ਘੱਟ ਤਣਾਅ 'ਤੇ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਚੀਰ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਇੱਕ ਪੌਲੀਡਾਈਮੇਥਾਈਲਸਿਲੌਕਸੇਨ (PDMS) ਲਚਕੀਲੇ ਸਬਸਟਰੇਟ ਉੱਤੇ ਟਰਾਂਸਫਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀਵੀਡੀ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਿਰਫ 6% ਤੋਂ ਘੱਟ ਤਣਾਅ (8) 'ਤੇ ਆਪਣੀ ਚਾਲਕਤਾ ਨੂੰ ਕਾਇਮ ਰੱਖ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਸਿਧਾਂਤਕ ਗਣਨਾਵਾਂ ਦਰਸਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ ਕਿ ਵੱਖੋ-ਵੱਖਰੀਆਂ ਲੇਅਰਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਟੁੱਟਣ ਅਤੇ ਇੰਟਰਪਲੇਅ ਨੂੰ ਸਖ਼ਤੀ ਨਾਲ ਘਟਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ (26). ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੂੰ ਕਈ ਲੇਅਰਾਂ ਵਿੱਚ ਸਟੈਕ ਕਰਕੇ, ਇਹ ਦੱਸਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਇਹ ਦੋ- ਜਾਂ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ 30% ਤਣਾਅ ਤੱਕ ਫੈਲਣ ਯੋਗ ਹੈ, ਮੋਨੋਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ (27) ਨਾਲੋਂ 13 ਗੁਣਾ ਛੋਟਾ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਤਬਦੀਲੀ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਇਹ ਖਿੱਚਣਯੋਗਤਾ ਅਜੇ ਵੀ ਅਤਿ-ਆਧੁਨਿਕ ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ ਸੀ ਔਂਡਕਟਰਾਂ (28, 29) ਤੋਂ ਬਹੁਤ ਘਟੀਆ ਹੈ।
ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਖਿੱਚਣ ਯੋਗ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਕਿਉਂਕਿ ਉਹ ਸੂਝਵਾਨ ਸੈਂਸਰ ਰੀਡਆਊਟ ਅਤੇ ਸਿਗਨਲ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ (30, 31) ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਸਰੋਤ/ਡਰੇਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਅਤੇ ਚੈਨਲ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਮਲਟੀਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੇ ਨਾਲ PDMS 'ਤੇ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ 5% ਸਟ੍ਰੇਨ (32) ਤੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਫੰਕਸ਼ਨ ਨੂੰ ਬਰਕਰਾਰ ਰੱਖ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਪਹਿਨਣਯੋਗ ਸਿਹਤ-ਨਿਗਰਾਨੀ ਸੈਂਸਰਾਂ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਚਮੜੀ ਲਈ ਘੱਟੋ-ਘੱਟ ਲੋੜੀਂਦੇ ਮੁੱਲ (~50%) ਤੋਂ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ ਘੱਟ ਹੈ। 33, 34)। ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ, ਇੱਕ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਕਿਰੀਗਾਮੀ ਪਹੁੰਚ ਦੀ ਖੋਜ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ, ਅਤੇ ਇੱਕ ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਦੁਆਰਾ ਗੇਟ ਕੀਤੇ ਗਏ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਨੂੰ 240% (35) ਤੱਕ ਵਧਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਇਸ ਵਿਧੀ ਲਈ ਮੁਅੱਤਲ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਨਿਰਮਾਣ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ।
ਇੱਥੇ, ਅਸੀਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਲੇਅਰਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ (~ 1 ਤੋਂ 20 μm ਲੰਬੇ, ~ 0.1 ਤੋਂ 1 μm ਚੌੜੇ, ਅਤੇ ~ 10 ਤੋਂ 100 nm ਉੱਚੇ) ਨੂੰ ਇੰਟਰਕਲੇਟਿੰਗ ਕਰਕੇ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਖਿੱਚਣ ਯੋਗ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਯੰਤਰਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦੇ ਹਾਂ। ਅਸੀਂ ਇਹ ਅਨੁਮਾਨ ਲਗਾਉਂਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਇਹ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਕਰੋਲ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸ਼ੀਟਾਂ ਵਿੱਚ ਤਰੇੜਾਂ ਨੂੰ ਪੁਲ ਕਰਨ ਲਈ ਸੰਚਾਲਕ ਮਾਰਗ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਤਣਾਅ ਦੇ ਅਧੀਨ ਉੱਚ ਸੰਚਾਲਕਤਾ ਬਣਾਈ ਰੱਖ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਕਰੋਲਾਂ ਨੂੰ ਵਾਧੂ ਸੰਸਲੇਸ਼ਣ ਜਾਂ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੀ ਲੋੜ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀ; ਇਹ ਕੁਦਰਤੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਗਿੱਲੀ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੌਰਾਨ ਬਣਦੇ ਹਨ। ਮਲਟੀਲੇਅਰ G/G (ਗ੍ਰਾਫੀਨ/ਗ੍ਰਾਫੀਨ) ਸਕ੍ਰੌਲਸ (MGGs) ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ (ਸਰੋਤ/ਡਰੇਨ ਅਤੇ ਗੇਟ) ਅਤੇ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਿੰਗ CNT ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ, ਅਸੀਂ ਬਹੁਤ ਹੀ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਅਤੇ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਫੈਲਣ ਵਾਲੇ ਸਾਰੇ-ਕਾਰਬਨ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਨ ਦੇ ਯੋਗ ਹੋ ਗਏ, ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ 120 ਤੱਕ ਖਿੱਚਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। % ਸਟ੍ਰੇਨ (ਚਾਰਜ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਸਮਾਨਾਂਤਰ) ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਅਸਲ ਮੌਜੂਦਾ ਆਉਟਪੁੱਟ ਦਾ 60% ਬਰਕਰਾਰ ਰੱਖਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਹੁਣ ਤੱਕ ਦਾ ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਕਾਰਬਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਹ ਇੱਕ ਅਕਾਰਬਨਿਕ LED ਨੂੰ ਚਲਾਉਣ ਲਈ ਕਾਫ਼ੀ ਕਰੰਟ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ।
ਵੱਡੇ-ਖੇਤਰ ਦੇ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਖਿੱਚਣ ਯੋਗ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਸ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਕਰਨ ਲਈ, ਅਸੀਂ Cu ਫੋਇਲ 'ਤੇ CVD-ਉਗਿਆ ਹੋਇਆ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਚੁਣਿਆ ਹੈ। Cu ਫੁਆਇਲ ਨੂੰ ਇੱਕ CVD ਕੁਆਰਟਜ਼ ਟਿਊਬ ਦੇ ਕੇਂਦਰ ਵਿੱਚ ਮੁਅੱਤਲ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ ਤਾਂ ਜੋ G/Cu/G ਬਣਤਰ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹੋਏ, ਦੋਵਾਂ ਪਾਸਿਆਂ 'ਤੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੇ ਵਾਧੇ ਦੀ ਇਜਾਜ਼ਤ ਦਿੱਤੀ ਜਾ ਸਕੇ। ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੂੰ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕਰਨ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੇ ਇੱਕ ਪਾਸੇ ਨੂੰ ਸੁਰੱਖਿਅਤ ਕਰਨ ਲਈ ਪਹਿਲਾਂ ਪੌਲੀ (ਮਿਥਾਈਲ ਮੈਥੈਕਰੀਲੇਟ) (ਪੀਐਮਐਮਏ) ਦੀ ਇੱਕ ਪਤਲੀ ਪਰਤ ਨੂੰ ਸਪਿਨ-ਕੋਟੇਡ ਕੀਤਾ, ਜਿਸ ਨੂੰ ਅਸੀਂ ਟਾਪਸਾਈਡ ਗ੍ਰਾਫੀਨ (ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੇ ਦੂਜੇ ਪਾਸੇ ਦੇ ਉਲਟ) ਦਾ ਨਾਮ ਦਿੱਤਾ, ਅਤੇ ਬਾਅਦ ਵਿੱਚ, ਪੂਰੀ ਫਿਲਮ (PMMA/ਟੌਪ ਗ੍ਰਾਫੀਨ/Cu/ਬੋਟਮ ਗ੍ਰਾਫੀਨ) Cu Foil ਨੂੰ ਦੂਰ ਕਰਨ ਲਈ (NH4) 2S2O8 ਘੋਲ ਵਿੱਚ ਭਿੱਜ ਗਈ ਸੀ। ਪੀਐਮਐਮਏ ਕੋਟਿੰਗ ਤੋਂ ਬਿਨਾਂ ਹੇਠਲੇ ਪਾਸੇ ਵਾਲੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਵਿੱਚ ਬੇਲੋੜੀ ਦਰਾਰਾਂ ਅਤੇ ਨੁਕਸ ਹੋਣਗੇ ਜੋ ਇੱਕ ਐਚੈਂਟ (36, 37) ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਵੇਸ਼ ਕਰਨ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦੇ ਹਨ। ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 1A ਵਿੱਚ ਦਰਸਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਸਤਹ ਤਣਾਅ ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵ ਅਧੀਨ, ਜਾਰੀ ਕੀਤੇ ਗਏ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਡੋਮੇਨ ਸਕ੍ਰੋਲ ਵਿੱਚ ਰੋਲ ਕੀਤੇ ਗਏ ਅਤੇ ਬਾਅਦ ਵਿੱਚ ਬਾਕੀ ਬਚੀ ਚੋਟੀ-G/PMMA ਫਿਲਮ ਨਾਲ ਜੁੜੇ ਹੋਏ। ਸਿਖਰ-ਜੀ/ਜੀ ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਨੂੰ ਕਿਸੇ ਵੀ ਸਬਸਟਰੇਟ ਉੱਤੇ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ SiO2/Si, ਕੱਚ, ਜਾਂ ਨਰਮ ਪੌਲੀਮਰ। ਇਸ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਕਈ ਵਾਰ ਇੱਕੋ ਸਬਸਟਰੇਟ ਉੱਤੇ ਦੁਹਰਾਉਣ ਨਾਲ MGG ਬਣਤਰ ਮਿਲਦੇ ਹਨ।
(ਏ) ਇੱਕ ਖਿੱਚਣ ਯੋਗ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ MGGs ਲਈ ਫੈਬਰੀਕੇਸ਼ਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦਾ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਦ੍ਰਿਸ਼ਟਾਂਤ। ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਦੇ ਦੌਰਾਨ, ਸੀਯੂ ਫੋਇਲ 'ਤੇ ਬੈਕਸਾਈਡ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੂੰ ਸੀਮਾਵਾਂ ਅਤੇ ਨੁਕਸਾਂ 'ਤੇ ਤੋੜ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਸੀ, ਮਨਮਾਨੇ ਆਕਾਰਾਂ ਵਿੱਚ ਰੋਲ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ, ਅਤੇ ਨੈਨੋਸਕ੍ਰੌਲ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹੋਏ, ਉੱਪਰਲੀਆਂ ਫਿਲਮਾਂ 'ਤੇ ਕੱਸ ਕੇ ਜੋੜਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਚੌਥਾ ਕਾਰਟੂਨ ਸਟੈਕਡ ਐਮਜੀਜੀ ਢਾਂਚੇ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। (B ਅਤੇ C) ਇੱਕ ਮੋਨੋਲੇਅਰ MGG ਦੇ ਉੱਚ-ਰੈਜ਼ੋਲੂਸ਼ਨ TEM ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ, ਕ੍ਰਮਵਾਰ ਮੋਨੋਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ (B) ਅਤੇ ਸਕ੍ਰੌਲ (C) ਖੇਤਰ 'ਤੇ ਧਿਆਨ ਕੇਂਦਰਿਤ ਕਰਦੇ ਹੋਏ। (B) ਦਾ ਇਨਸੈੱਟ ਇੱਕ ਘੱਟ-ਵੱਡਾੀਕਰਨ ਚਿੱਤਰ ਹੈ ਜੋ TEM ਗਰਿੱਡ 'ਤੇ ਮੋਨੋਲਾਇਰ MGGs ਦੀ ਸਮੁੱਚੀ ਰੂਪ ਵਿਗਿਆਨ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। (C) ਦੇ ਇਨਸੈੱਟ ਚਿੱਤਰ ਵਿੱਚ ਦਰਸਾਏ ਗਏ ਆਇਤਾਕਾਰ ਬਕਸਿਆਂ ਦੇ ਨਾਲ ਲਏ ਗਏ ਤੀਬਰਤਾ ਪ੍ਰੋਫਾਈਲ ਹਨ, ਜਿੱਥੇ ਪਰਮਾਣੂ ਜਹਾਜ਼ਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਦੂਰੀਆਂ 0.34 ਅਤੇ 0.41 nm ਹਨ। (D ) ਕਾਰਬਨ ਕੇ-ਕਿਨਾਰੇ ਵਾਲੇ EEL ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਗ੍ਰਾਫਿਕ π* ਅਤੇ σ* ਸਿਖਰਾਂ ਲੇਬਲ ਕੀਤੇ ਗਏ ਹਨ। (ਈ) ਪੀਲੀ ਬਿੰਦੀ ਵਾਲੀ ਲਾਈਨ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਉਚਾਈ ਪ੍ਰੋਫਾਈਲ ਦੇ ਨਾਲ ਮੋਨੋਲੇਅਰ G/G ਸਕ੍ਰੋਲ ਦਾ ਸੈਕਸ਼ਨਲ AFM ਚਿੱਤਰ। (F ਤੋਂ I) ਕ੍ਰਮਵਾਰ 300-nm-ਮੋਟੇ SiO2/Si ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ 'ਤੇ (F ਅਤੇ H) ਤੋਂ ਬਿਨਾਂ ਅਤੇ ਸਕ੍ਰੋਲ (G ਅਤੇ I) ਦੇ ਨਾਲ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ G ਦੀ ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ ਅਤੇ AFM ਚਿੱਤਰ। ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਅੰਤਰ ਨੂੰ ਉਜਾਗਰ ਕਰਨ ਲਈ ਪ੍ਰਤੀਨਿਧ ਸਕ੍ਰੋਲ ਅਤੇ ਝੁਰੜੀਆਂ ਨੂੰ ਲੇਬਲ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ।
ਇਹ ਪੁਸ਼ਟੀ ਕਰਨ ਲਈ ਕਿ ਸਕ੍ਰੌਲ ਕੁਦਰਤ ਵਿੱਚ ਰੋਲਡ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਹਨ, ਅਸੀਂ ਮੋਨੋਲੇਅਰ ਟੌਪ-ਜੀ/ਜੀ ਸਕ੍ਰੌਲ ਢਾਂਚੇ 'ਤੇ ਉੱਚ-ਰੈਜ਼ੋਲਿਊਸ਼ਨ ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਸ਼ਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ (TEM) ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਊਰਜਾ ਨੁਕਸਾਨ (EEL) ਸਪੈਕਟ੍ਰੋਸਕੋਪੀ ਅਧਿਐਨ ਕੀਤੇ। ਚਿੱਤਰ 1B ਇੱਕ ਮੋਨੋਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀ ਹੈਕਸਾਗੋਨਲ ਬਣਤਰ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਨਸੈੱਟ TEM ਗਰਿੱਡ ਦੇ ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ ਕਾਰਬਨ ਮੋਰੀ 'ਤੇ ਕਵਰ ਕੀਤੀ ਫਿਲਮ ਦੀ ਸਮੁੱਚੀ ਰੂਪ ਵਿਗਿਆਨ ਹੈ। ਮੋਨੋਲਾਇਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਗਰਿੱਡ ਨੂੰ ਫੈਲਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਹੈਕਸਾਗੋਨਲ ਰਿੰਗਾਂ ਦੇ ਕਈ ਸਟੈਕ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਵਿੱਚ ਕੁਝ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਫਲੇਕਸ ਦਿਖਾਈ ਦਿੰਦੇ ਹਨ (ਚਿੱਤਰ 1B)। ਇੱਕ ਵਿਅਕਤੀਗਤ ਸਕ੍ਰੋਲ (ਚਿੱਤਰ 1C) ਵਿੱਚ ਜ਼ੂਮ ਕਰਕੇ, ਅਸੀਂ 0.34 ਤੋਂ 0.41 nm ਦੀ ਰੇਂਜ ਵਿੱਚ ਜਾਲੀ ਸਪੇਸਿੰਗ ਦੇ ਨਾਲ, ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਜਾਲੀ ਦੇ ਕਿਨਾਰਿਆਂ ਦੀ ਇੱਕ ਵੱਡੀ ਮਾਤਰਾ ਨੂੰ ਦੇਖਿਆ। ਇਹ ਮਾਪ ਸੁਝਾਅ ਦਿੰਦੇ ਹਨ ਕਿ ਫਲੇਕਸ ਬੇਤਰਤੀਬੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਰੋਲ ਕੀਤੇ ਗਏ ਹਨ ਅਤੇ ਸੰਪੂਰਨ ਗ੍ਰੈਫਾਈਟ ਨਹੀਂ ਹਨ, ਜਿਸਦੀ "ABAB" ਲੇਅਰ ਸਟੈਕਿੰਗ ਵਿੱਚ 0.34 nm ਦੀ ਜਾਲੀ ਸਪੇਸਿੰਗ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ 1D ਕਾਰਬਨ ਕੇ-ਕਿਨਾਰੇ EEL ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਨੂੰ ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜਿੱਥੇ 285 eV ਦੀ ਸਿਖਰ π* ਔਰਬਿਟਲ ਤੋਂ ਉਤਪੰਨ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ 290 eV ਦੇ ਆਸ-ਪਾਸ ਦੂਜਾ σ* ਔਰਬਿਟਲ ਦੇ ਪਰਿਵਰਤਨ ਕਾਰਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਦੇਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਕਿ ਇਸ ਢਾਂਚੇ ਵਿੱਚ sp2 ਬੰਧਨ ਹਾਵੀ ਹੈ, ਇਹ ਪੁਸ਼ਟੀ ਕਰਦਾ ਹੈ ਕਿ ਸਕ੍ਰੋਲ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਗ੍ਰਾਫਿਕ ਹਨ।
ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ ਅਤੇ ਐਟੋਮਿਕ ਫੋਰਸ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ (AFM) ਚਿੱਤਰ MGGs (ਚਿੱਤਰ 1, E ਤੋਂ G, ਅਤੇ ਅੰਜੀਰ. S1 ਅਤੇ S2) ਵਿੱਚ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੈਨੋਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਦੀ ਵੰਡ ਬਾਰੇ ਸਮਝ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਸਕ੍ਰੌਲ ਬੇਤਰਤੀਬੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਤ੍ਹਾ 'ਤੇ ਵੰਡੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਇਨ-ਪਲੇਨ ਘਣਤਾ ਸਟੈਕਡ ਲੇਅਰਾਂ ਦੀ ਸੰਖਿਆ ਦੇ ਅਨੁਪਾਤੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਧਦੀ ਹੈ। ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਸਕ੍ਰੋਲ ਗੰਢਾਂ ਵਿੱਚ ਉਲਝੇ ਹੋਏ ਹਨ ਅਤੇ 10 ਤੋਂ 100 nm ਦੀ ਰੇਂਜ ਵਿੱਚ ਗੈਰ-ਯੂਨੀਫਾਰਮ ਉਚਾਈਆਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਉਹ 1 ਤੋਂ 20 μm ਲੰਬੇ ਅਤੇ 0.1 ਤੋਂ 1 μm ਚੌੜੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਫਲੇਕਸ ਦੇ ਆਕਾਰ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 1 (H ਅਤੇ I) ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਸਕਰੋਲਾਂ ਵਿੱਚ ਝੁਰੜੀਆਂ ਨਾਲੋਂ ਕਾਫ਼ੀ ਵੱਡੇ ਆਕਾਰ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਲੇਅਰਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਮੋਟਾ ਇੰਟਰਫੇਸ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
ਬਿਜਲਈ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਮਾਪਣ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਫੋਟੋਲਿਥੋਗ੍ਰਾਫੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ 300-μm-ਚੌੜੀਆਂ ਅਤੇ 2000-μm-ਲੰਮੀਆਂ ਪੱਟੀਆਂ ਵਿੱਚ ਸਕ੍ਰੌਲ ਢਾਂਚੇ ਅਤੇ ਲੇਅਰ ਸਟੈਕਿੰਗ ਦੇ ਨਾਲ ਜਾਂ ਬਿਨਾਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਫਿਲਮਾਂ ਦਾ ਪੈਟਰਨ ਕੀਤਾ। ਤਣਾਅ ਦੇ ਇੱਕ ਕਾਰਜ ਵਜੋਂ ਦੋ-ਪੜਤਾਲ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਨੂੰ ਅੰਬੀਨਟ ਹਾਲਤਾਂ ਵਿੱਚ ਮਾਪਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਨੇ ਮੋਨੋਲਾਇਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਲਈ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧਕਤਾ ਨੂੰ 80% ਤੱਕ ਘਟਾ ਦਿੱਤਾ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਟ੍ਰਾਂਸਮੀਟੈਂਸ ਵਿੱਚ ਸਿਰਫ 2.2% ਦੀ ਕਮੀ ਆਈ (ਅੰਜੀਰ S4). ਇਹ ਪੁਸ਼ਟੀ ਕਰਦਾ ਹੈ ਕਿ ਨੈਨੋਸਕ੍ਰੌਲ, ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਦੀ 5 × 107 A/cm2 (38, 39) ਤੱਕ ਉੱਚ ਕਰੰਟ ਘਣਤਾ ਹੈ, MGGs ਲਈ ਬਹੁਤ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਯੋਗਦਾਨ ਪਾਉਂਦੀ ਹੈ। ਸਾਰੇ ਮੋਨੋ-, ਬਾਈ-, ਅਤੇ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ ਪਲੇਨ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਅਤੇ MGGs ਵਿੱਚੋਂ, ਟ੍ਰਾਇਲੇਅਰ MGG ਵਿੱਚ ਲਗਭਗ 90% ਦੀ ਪਾਰਦਰਸ਼ਤਾ ਦੇ ਨਾਲ ਸਭ ਤੋਂ ਵਧੀਆ ਸੰਚਾਲਨ ਹੈ। ਸਾਹਿਤ ਵਿੱਚ ਰਿਪੋਰਟ ਕੀਤੇ ਗਏ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੇ ਹੋਰ ਸਰੋਤਾਂ ਨਾਲ ਤੁਲਨਾ ਕਰਨ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਚਾਰ-ਪ੍ਰੋਬ ਸ਼ੀਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ (ਅੰਜੀਰ S5) ਨੂੰ ਵੀ ਮਾਪਿਆ ਹੈ ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਚਿੱਤਰ 2A ਵਿੱਚ 550 nm (ਅੰਜੀਰ S6) 'ਤੇ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਦੇ ਕਾਰਜ ਵਜੋਂ ਸੂਚੀਬੱਧ ਕੀਤਾ ਹੈ। MGG ਨਕਲੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਟੈਕ ਕੀਤੇ ਮਲਟੀਲਾ ਯਰ ਪਲੇਨ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਅਤੇ ਘਟਾਏ ਗਏ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਆਕਸਾਈਡ (RGO) (6, 8, 18) ਨਾਲੋਂ ਤੁਲਨਾਤਮਕ ਜਾਂ ਉੱਚ ਚਾਲਕਤਾ ਅਤੇ ਪਾਰਦਰਸ਼ਤਾ ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਨੋਟ ਕਰੋ ਕਿ ਸਾਹਿਤ ਤੋਂ ਨਕਲੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਟੈਕ ਕੀਤੇ ਮਲਟੀਲੇਅਰ ਪਲੇਨ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀ ਸ਼ੀਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧਕਤਾ ਸਾਡੇ MGG ਨਾਲੋਂ ਥੋੜੀ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੈ, ਸੰਭਵ ਤੌਰ 'ਤੇ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੀ ਗੈਰ-ਅਨੁਕੂਲ ਵਿਕਾਸ ਸਥਿਤੀਆਂ ਅਤੇ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਵਿਧੀ ਦੇ ਕਾਰਨ।
(ਏ) ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀਆਂ ਕਈ ਕਿਸਮਾਂ ਲਈ 550 nm 'ਤੇ ਟ੍ਰਾਂਸਮੀਟੈਂਸ ਬਨਾਮ ਚਾਰ-ਪ੍ਰੋਬ ਸ਼ੀਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ, ਜਿੱਥੇ ਕਾਲੇ ਵਰਗ ਮੋਨੋ-, ਬਾਇ-, ਅਤੇ ਟ੍ਰਾਇਲੇਅਰ MGGs ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ; ਲਾਲ ਚੱਕਰ ਅਤੇ ਨੀਲੇ ਤਿਕੋਣ Li et al ਦੇ ਅਧਿਐਨਾਂ ਤੋਂ Cu ਅਤੇ Ni 'ਤੇ ਉਗਾਈ ਗਈ ਬਹੁ-ਪੱਧਰੀ ਸਾਦੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦੇ ਹਨ। (6) ਅਤੇ ਕਿਮ ਐਟ ਅਲ. (8), ਕ੍ਰਮਵਾਰ, ਅਤੇ ਬਾਅਦ ਵਿੱਚ SiO2/Si ਜਾਂ ਕੁਆਰਟਜ਼ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲ ਕੀਤਾ ਗਿਆ; ਅਤੇ ਹਰੇ ਤਿਕੋਣ ਬੋਨਾਕੋਰਸੋ ਐਟ ਅਲ ਦੇ ਅਧਿਐਨ ਤੋਂ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਘਟਾਉਣ ਵਾਲੀਆਂ ਡਿਗਰੀਆਂ 'ਤੇ RGO ਲਈ ਮੁੱਲ ਹਨ। (18)। (B ਅਤੇ C) ਮੋਨੋ-, ਬਾਈ- ਅਤੇ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ MGGs ਅਤੇ G ਦਾ ਮੌਜੂਦਾ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਲੰਬਕਾਰੀ (B) ਅਤੇ ਸਮਾਨਾਂਤਰ (C) ਤਣਾਅ ਦੇ ਇੱਕ ਫੰਕਸ਼ਨ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਸਧਾਰਣ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਤਬਦੀਲੀ। (ਡੀ) 50% ਲੰਬਵਤ ਤਣਾਅ ਤੱਕ ਸਾਈਕਲਿਕ ਸਟ੍ਰੇਨ ਲੋਡਿੰਗ ਅਧੀਨ ਬਾਈਲੇਅਰ G (ਲਾਲ) ਅਤੇ MGG (ਕਾਲਾ) ਦਾ ਸਧਾਰਣ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਤਬਦੀਲੀ। (ਈ) 90% ਪੈਰਲਲ ਸਟ੍ਰੇਨ ਤੱਕ ਸਾਈਕਲਿਕ ਸਟ੍ਰੇਨ ਲੋਡਿੰਗ ਦੇ ਤਹਿਤ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ G (ਲਾਲ) ਅਤੇ MGG (ਕਾਲਾ) ਦਾ ਸਧਾਰਣ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਬਦਲਾਅ। (F) ਮੋਨੋ-, ਬਾਈ- ਅਤੇ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ G ਅਤੇ ਬਾਈ- ਅਤੇ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ MGGs ਦਾ ਸਟਰੇਨ ਦੇ ਫੰਕਸ਼ਨ ਦੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਧਾਰਣ ਕੈਪੈਸੀਟੈਂਸ ਬਦਲਾਅ। ਇਨਸੈੱਟ ਕੈਪੀਸੀਟਰ ਬਣਤਰ ਹੈ, ਜਿੱਥੇ ਪੋਲੀਮਰ ਸਬਸਟਰੇਟ SEBS ਹੈ ਅਤੇ ਪੌਲੀਮਰ ਡਾਈਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਪਰਤ 2-μm-ਮੋਟੀ SEBS ਹੈ।
MGG ਦੇ ਤਣਾਅ-ਨਿਰਭਰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਦਾ ਮੁਲਾਂਕਣ ਕਰਨ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੂੰ ਥਰਮੋਪਲਾਸਟਿਕ ਇਲਾਸਟੋਮਰ ਸਟਾਈਰੀਨ-ਈਥੀਲੀਨ-ਬਿਊਟਾਡੀਅਨ-ਸਟਾਇਰੀਨ (SEBS) ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ (~ 2 ਸੈਂਟੀਮੀਟਰ ਚੌੜਾ ਅਤੇ ~ 5 ਸੈਂਟੀਮੀਟਰ ਲੰਬਾ) ਉੱਤੇ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕੀਤਾ, ਅਤੇ ਕੰਡਕਟੀਵਿਟੀ ਨੂੰ ਮਾਪਿਆ ਗਿਆ ਕਿਉਂਕਿ ਸਬਸਟਰੇਟ ਨੂੰ ਖਿੱਚਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। (ਵੇਖੋ ਸਮੱਗਰੀ ਅਤੇ ਢੰਗ) ਮੌਜੂਦਾ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਲੰਬਵਤ ਅਤੇ ਸਮਾਨਾਂਤਰ (ਚਿੱਤਰ 2, ਬੀ ਅਤੇ ਸੀ)। ਨੈਨੋਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਨੂੰ ਸ਼ਾਮਲ ਕਰਨ ਅਤੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਲੇਅਰਾਂ ਦੀ ਵਧਦੀ ਗਿਣਤੀ ਦੇ ਨਾਲ ਤਣਾਅ-ਨਿਰਭਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਵਿਵਹਾਰ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਹੋਇਆ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਜਦੋਂ ਤਣਾਅ ਮੌਜੂਦਾ ਪ੍ਰਵਾਹ ਲਈ ਲੰਬਵਤ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਮੋਨੋਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਲਈ, ਸਕਰੋਲਾਂ ਦੇ ਜੋੜਨ ਨਾਲ ਬਿਜਲੀ ਟੁੱਟਣ 'ਤੇ ਤਣਾਅ 5 ਤੋਂ 70% ਤੱਕ ਵਧ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਮੋਨੋਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਟ੍ਰਾਇਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀ ਤਣਾਅ ਸਹਿਣਸ਼ੀਲਤਾ ਵਿੱਚ ਵੀ ਕਾਫ਼ੀ ਸੁਧਾਰ ਹੋਇਆ ਹੈ। ਨੈਨੋਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਦੇ ਨਾਲ, 100% ਲੰਬਕਾਰੀ ਤਣਾਅ 'ਤੇ, ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਤੋਂ ਬਿਨਾਂ ਟ੍ਰਾਇਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਲਈ 300% ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ, ਟ੍ਰਾਇਲੇਅਰ MGG ਢਾਂਚੇ ਦਾ ਵਿਰੋਧ ਸਿਰਫ 50% ਵਧਿਆ ਹੈ। ਸਾਈਕਲਿਕ ਸਟ੍ਰੇਨ ਲੋਡਿੰਗ ਦੇ ਤਹਿਤ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਤਬਦੀਲੀ ਦੀ ਜਾਂਚ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਤੁਲਨਾ ਕਰਨ ਲਈ (ਚਿੱਤਰ 2D), ਇੱਕ ਸਾਦੇ ਬਾਇਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਫਿਲਮ ਦਾ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ~700 ਚੱਕਰਾਂ ਤੋਂ ਬਾਅਦ 50% ਲੰਬਵਤ ਤਣਾਅ 'ਤੇ ਲਗਭਗ 7.5 ਗੁਣਾ ਵੱਧ ਗਿਆ ਹੈ ਅਤੇ ਹਰੇਕ ਚੱਕਰ ਵਿੱਚ ਤਣਾਅ ਦੇ ਨਾਲ ਵਧਦਾ ਰਹਿੰਦਾ ਹੈ। ਦੂਜੇ ਪਾਸੇ, ਇੱਕ ਬਾਇਲੇਅਰ MGG ਦਾ ਵਿਰੋਧ ~ 700 ਚੱਕਰਾਂ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਸਿਰਫ 2.5 ਗੁਣਾ ਵਧਿਆ ਹੈ। ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਨਾਲ 90% ਤੱਕ ਖਿਚਾਅ ਨੂੰ ਲਾਗੂ ਕਰਨ ਨਾਲ, 1000 ਚੱਕਰਾਂ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦਾ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ~100 ਗੁਣਾ ਵੱਧ ਗਿਆ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਇੱਕ ਟ੍ਰਾਇਲੇਅਰ MGG (Fig. 2E) ਵਿੱਚ ਇਹ ਸਿਰਫ ~8 ਗੁਣਾ ਹੈ। ਸਾਈਕਲਿੰਗ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਅੰਜੀਰ ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ ਹਨ। S7. ਪੈਰਲਲ ਸਟ੍ਰੇਨ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਨਾਲ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਵਿੱਚ ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਵਾਧਾ ਇਸ ਲਈ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਚੀਰ ਦੀ ਸਥਿਤੀ ਮੌਜੂਦਾ ਵਹਾਅ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਲਈ ਲੰਬਵਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਲੋਡਿੰਗ ਅਤੇ ਅਨਲੋਡਿੰਗ ਤਣਾਅ ਦੇ ਦੌਰਾਨ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਦਾ ਭਟਕਣਾ SEBS ਈਲਾਸਟੋਮਰ ਸਬਸਟਰੇਟ ਦੀ ਵਿਸਕੋਇਲੇਸਟਿਕ ਰਿਕਵਰੀ ਦੇ ਕਾਰਨ ਹੈ। ਸਾਈਕਲਿੰਗ ਦੌਰਾਨ MGG ਪੱਟੀਆਂ ਦਾ ਵਧੇਰੇ ਸਥਿਰ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਵੱਡੇ ਸਕਰੋਲਾਂ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਦੇ ਕਾਰਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜੋ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੇ ਫਟੇ ਹੋਏ ਹਿੱਸਿਆਂ ਨੂੰ ਪੁੱਲ ਸਕਦਾ ਹੈ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ AFM ਦੁਆਰਾ obse rved), ਇੱਕ ਪਰਕੋਲੇਟਿੰਗ ਮਾਰਗ ਨੂੰ ਬਣਾਈ ਰੱਖਣ ਵਿੱਚ ਮਦਦ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇਲਾਸਟੋਮਰ ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ (40, 41) 'ਤੇ ਕ੍ਰੈਕਡ ਮੈਟਲ ਜਾਂ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਫਿਲਮਾਂ ਲਈ ਇੱਕ ਪਰਕੋਲੇਟਿੰਗ ਮਾਰਗ ਦੁਆਰਾ ਚਾਲਕਤਾ ਨੂੰ ਬਣਾਈ ਰੱਖਣ ਦੀ ਇਹ ਘਟਨਾ ਪਹਿਲਾਂ ਰਿਪੋਰਟ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ।
ਇਹਨਾਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ-ਆਧਾਰਿਤ ਫਿਲਮਾਂ ਨੂੰ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਯੰਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਗੇਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਮੁਲਾਂਕਣ ਕਰਨ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਇੱਕ SEBS ਡਾਈਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਪਰਤ (2 μm ਮੋਟੀ) ਨਾਲ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਪਰਤ ਨੂੰ ਢੱਕਿਆ ਅਤੇ ਤਣਾਅ ਦੇ ਇੱਕ ਕਾਰਜ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਡਾਈਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਸਮਰੱਥਾ ਤਬਦੀਲੀ ਦੀ ਨਿਗਰਾਨੀ ਕੀਤੀ (ਦੇਖੋ ਚਿੱਤਰ 2F ਅਤੇ ਇਸਦੇ ਲਈ ਪੂਰਕ ਸਮੱਗਰੀ ਵੇਰਵੇ). ਅਸੀਂ ਦੇਖਿਆ ਹੈ ਕਿ ਪਲੇਨ ਮੋਨੋਲੇਅਰ ਅਤੇ ਬਾਇਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਸ ਦੇ ਨਾਲ ਸਮਰੱਥਾ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀ ਇਨ-ਪਲੇਨ ਚਾਲਕਤਾ ਦੇ ਨੁਕਸਾਨ ਦੇ ਕਾਰਨ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਘੱਟ ਗਈ ਹੈ। ਇਸ ਦੇ ਉਲਟ, MGGs ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਪਲੇਨ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੁਆਰਾ ਗੇਟ ਕੀਤੇ ਗਏ ਕੈਪੇਸੀਟੈਂਸਾਂ ਨੇ ਤਣਾਅ ਦੇ ਨਾਲ ਸਮਰੱਥਾ ਵਿੱਚ ਵਾਧਾ ਦਿਖਾਇਆ, ਜੋ ਕਿ ਤਣਾਅ ਦੇ ਨਾਲ ਡਾਈਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਮੋਟਾਈ ਵਿੱਚ ਕਮੀ ਦੇ ਕਾਰਨ ਉਮੀਦ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਸਮਰੱਥਾ ਵਿੱਚ ਸੰਭਾਵਿਤ ਵਾਧਾ MGG ਢਾਂਚੇ (ਅੰਜੀਰ S8) ਨਾਲ ਬਹੁਤ ਵਧੀਆ ਢੰਗ ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦਾ ਹੈ. ਇਹ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਐੱਮ.ਜੀ.ਜੀ. ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰਾਂ ਲਈ ਗੇਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਵਜੋਂ ਢੁਕਵਾਂ ਹੈ।
ਬਿਜਲਈ ਚਾਲਕਤਾ ਦੇ ਤਣਾਅ ਸਹਿਣਸ਼ੀਲਤਾ 'ਤੇ 1D ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਕ੍ਰੌਲ ਦੀ ਭੂਮਿਕਾ ਦੀ ਹੋਰ ਜਾਂਚ ਕਰਨ ਅਤੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਲੇਅਰਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਵਿਭਾਜਨ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਢੰਗ ਨਾਲ ਨਿਯੰਤਰਣ ਕਰਨ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਨੂੰ ਬਦਲਣ ਲਈ ਸਪਰੇਅ-ਕੋਟੇਡ CNTs ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ (ਪੂਰਕ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇਖੋ)। MGG ਢਾਂਚਿਆਂ ਦੀ ਨਕਲ ਕਰਨ ਲਈ, ਅਸੀਂ CNTs ਦੀਆਂ ਤਿੰਨ ਘਣਤਾਵਾਂ ਜਮ੍ਹਾ ਕੀਤੀਆਂ (ਭਾਵ, CNT1
(A ਤੋਂ C) CNTs ਦੀਆਂ ਤਿੰਨ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਘਣਤਾਵਾਂ ਦੀਆਂ AFM ਤਸਵੀਰਾਂ (CNT1
ਖਿੱਚਣ ਯੋਗ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕਸ ਲਈ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਜ਼ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਸਮਰੱਥਾ ਨੂੰ ਹੋਰ ਸਮਝਣ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਤਣਾਅ ਦੇ ਅਧੀਨ MGG ਅਤੇ G-CNT-G ਦੇ ਰੂਪ ਵਿਗਿਆਨ ਦੀ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਢੰਗ ਨਾਲ ਜਾਂਚ ਕੀਤੀ। ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ ਅਤੇ ਸਕੈਨਿੰਗ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ (SEM) ਪ੍ਰਭਾਵੀ ਚਰਿੱਤਰਕਰਨ ਵਿਧੀਆਂ ਨਹੀਂ ਹਨ ਕਿਉਂਕਿ ਦੋਵਾਂ ਵਿੱਚ ਰੰਗ ਵਿਪਰੀਤ ਦੀ ਘਾਟ ਹੈ ਅਤੇ SEM ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਸਕੈਨਿੰਗ ਦੌਰਾਨ ਚਿੱਤਰ ਕਲਾਤਮਕ ਚੀਜ਼ਾਂ ਦੇ ਅਧੀਨ ਹੈ ਜਦੋਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਪੋਲੀਮਰ ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ (ਅੰਜੀਰ S9 ਅਤੇ S10) 'ਤੇ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਤਣਾਅ ਦੇ ਅਧੀਨ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀ ਸਤਹ ਨੂੰ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਵੇਖਣ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਬਹੁਤ ਪਤਲੇ (~0.1 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਮੋਟਾਈ) ਅਤੇ ਲਚਕੀਲੇ SEBS ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ ਵਿੱਚ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕਰਨ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ MGGs ਅਤੇ ਪਲੇਨ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਉੱਤੇ AFM ਮਾਪ ਇਕੱਠੇ ਕੀਤੇ। CVD ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਵਿਚ ਅੰਦਰੂਨੀ ਨੁਕਸ ਅਤੇ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੌਰਾਨ ਬਾਹਰੀ ਨੁਕਸਾਨ ਦੇ ਕਾਰਨ, ਤਣਾਅ ਵਾਲੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ 'ਤੇ ਅਚਨਚੇਤ ਤਰੇੜਾਂ ਪੈਦਾ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਅਤੇ ਵਧਦੇ ਦਬਾਅ ਦੇ ਨਾਲ, ਚੀਰ ਸੰਘਣੀ ਹੋ ਜਾਂਦੀ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ 4, A ਤੋਂ D)। ਕਾਰਬਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਸ ਦੇ ਸਟੈਕਿੰਗ ਢਾਂਚੇ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਚੀਰ ਵੱਖੋ-ਵੱਖਰੇ ਰੂਪਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦੇ ਹਨ (ਅੰਜੀਰ S11) (27). ਮਲਟੀਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀ ਦਰਾੜ ਖੇਤਰ ਦੀ ਘਣਤਾ (ਕਰੈਕ ਖੇਤਰ/ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਖੇਤਰ ਵਜੋਂ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ) ਤਣਾਅ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਮੋਨੋਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨਾਲੋਂ ਘੱਟ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ MGGs ਲਈ ਬਿਜਲੀ ਚਾਲਕਤਾ ਵਿੱਚ ਵਾਧੇ ਦੇ ਨਾਲ ਇਕਸਾਰ ਹੈ। ਦੂਜੇ ਪਾਸੇ, ਸਕ੍ਰੌਲ ਅਕਸਰ ਤਰੇੜਾਂ ਨੂੰ ਪੁਲਣ ਲਈ ਦੇਖਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਣਾਅ ਵਾਲੀ ਫਿਲਮ ਵਿੱਚ ਵਾਧੂ ਸੰਚਾਲਕ ਮਾਰਗ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 4B ਦੇ ਚਿੱਤਰ ਵਿੱਚ ਲੇਬਲ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ, ਇੱਕ ਚੌੜਾ ਸਕ੍ਰੋਲ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ MGG ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਦਰਾੜ ਨੂੰ ਪਾਰ ਕਰ ਗਿਆ, ਪਰ ਸਾਦੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ (ਚਿੱਤਰ 4, E ਤੋਂ H) ਵਿੱਚ ਕੋਈ ਸਕ੍ਰੋਲ ਨਹੀਂ ਦੇਖਿਆ ਗਿਆ। ਇਸੇ ਤਰ੍ਹਾਂ, CNTs ਨੇ ਵੀ ਗ੍ਰਾਫੀਨ (ਅੰਜੀਰ S11) ਵਿੱਚ ਦਰਾਰਾਂ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਕੀਤਾ। ਦਰਾੜ ਖੇਤਰ ਦੀ ਘਣਤਾ, ਸਕਰੋਲ ਖੇਤਰ ਦੀ ਘਣਤਾ, ਅਤੇ ਫਿਲਮਾਂ ਦੀ ਖੁਰਦਰੀ ਨੂੰ ਚਿੱਤਰ 4K ਵਿੱਚ ਸੰਖੇਪ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ।
(A ਤੋਂ H) 0, 20, 60, ਅਤੇ 100 'ਤੇ ਇੱਕ ਬਹੁਤ ਹੀ ਪਤਲੇ SEBS (~ 0.1 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਮੋਟਾਈ) ਇਲਾਸਟੋਮਰ 'ਤੇ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ G/G ਸਕ੍ਰੋਲਸ (A ਤੋਂ D) ਅਤੇ ਟ੍ਰਾਇਲੇਅਰ G ਢਾਂਚੇ (E ਤੋਂ H) ਦੀਆਂ ਸਥਿਤੀਆਂ ਵਿੱਚ AFM ਚਿੱਤਰ। % ਤਣਾਅ। ਪ੍ਰਤੀਨਿਧ ਚੀਰ ਅਤੇ ਸਕ੍ਰੋਲ ਤੀਰ ਨਾਲ ਇਸ਼ਾਰਾ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ. ਸਾਰੇ AFM ਚਿੱਤਰ 15 μm × 15 μm ਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਹਨ, ਲੇਬਲ ਕੀਤੇ ਸਮਾਨ ਰੰਗ ਸਕੇਲ ਪੱਟੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ। (I) SEBS ਸਬਸਟਰੇਟ 'ਤੇ ਪੈਟਰਨਡ ਮੋਨੋਲਾਇਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੀ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਜਿਓਮੈਟਰੀ। (J) 20% ਬਾਹਰੀ ਤਣਾਅ 'ਤੇ ਮੋਨੋਲਾਇਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਅਤੇ SEBS ਸਬਸਟਰੇਟ ਵਿੱਚ ਅਧਿਕਤਮ ਪ੍ਰਮੁੱਖ ਲਘੂਗਣਕ ਤਣਾਅ ਦਾ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਕੰਟੋਰ ਨਕਸ਼ਾ। (ਕੇ) ਵੱਖ-ਵੱਖ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਬਣਤਰਾਂ ਲਈ ਦਰਾੜ ਖੇਤਰ ਦੀ ਘਣਤਾ (ਲਾਲ ਕਾਲਮ), ਸਕ੍ਰੋਲ ਖੇਤਰ ਘਣਤਾ (ਪੀਲਾ ਕਾਲਮ), ਅਤੇ ਸਤਹ ਦੀ ਖੁਰਦਰੀ (ਨੀਲਾ ਕਾਲਮ) ਦੀ ਤੁਲਨਾ।
ਜਦੋਂ MGG ਫਿਲਮਾਂ ਨੂੰ ਖਿੱਚਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਵਾਧੂ ਵਿਧੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਜੋ ਸਕਰੋਲ ਇੱਕ ਪਰਕੋਲੇਟਿੰਗ ਨੈਟਵਰਕ ਨੂੰ ਕਾਇਮ ਰੱਖਦੇ ਹੋਏ, ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੇ ਕ੍ਰੈਕਡ ਖੇਤਰਾਂ ਨੂੰ ਪੁੱਲ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਕਰੋਲ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਹਨ ਕਿਉਂਕਿ ਉਹ ਲੰਬਾਈ ਵਿੱਚ ਦਸ ਮਾਈਕ੍ਰੋਮੀਟਰ ਹੋ ਸਕਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਇਸਲਈ ਉਹਨਾਂ ਚੀਰ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਕਰਨ ਦੇ ਯੋਗ ਹਨ ਜੋ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਮਾਈਕ੍ਰੋਮੀਟਰ ਸਕੇਲ ਤੱਕ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਕਿਉਂਕਿ ਸਕਰੋਲਾਂ ਵਿੱਚ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀਆਂ ਬਹੁ-ਪਰਤਾਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਉਹਨਾਂ ਵਿੱਚ ਘੱਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਹੋਣ ਦੀ ਉਮੀਦ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਤੁਲਨਾ ਵਿੱਚ, ਤੁਲਨਾਤਮਕ ਸੰਚਾਲਕ ਬ੍ਰਿਜਿੰਗ ਸਮਰੱਥਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਨ ਲਈ ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਸੰਘਣੇ (ਘੱਟ ਪ੍ਰਸਾਰਣ) CNT ਨੈੱਟਵਰਕਾਂ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਕਿਉਂਕਿ CNT ਛੋਟੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ (ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਲੰਬਾਈ ਵਿੱਚ ਕੁਝ ਮਾਈਕ੍ਰੋਮੀਟਰ) ਅਤੇ ਸਕਰੋਲਾਂ ਨਾਲੋਂ ਘੱਟ ਸੰਚਾਲਕ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਦੂਜੇ ਪਾਸੇ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਅੰਜੀਰ ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ. S12, ਜਦੋਂ ਕਿ ਤਣਾਅ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਕਰਨ ਲਈ ਖਿੱਚਣ ਦੌਰਾਨ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਚੀਰ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਸਕਰੋਲ ਕ੍ਰੈਕ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੇ, ਇਹ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ ਬਾਅਦ ਵਾਲਾ ਅੰਡਰਲਾਈੰਗ ਗ੍ਰਾਫੀਨ 'ਤੇ ਸਲਾਈਡ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀਆਂ ਕਈ ਪਰਤਾਂ (~ 1 ਤੋਂ 2 0 μm ਲੰਬੀ, ~ 0.1 ਤੋਂ 1 μm ਚੌੜੀ, ਅਤੇ ~ 10 ਤੋਂ 100 nm ਉੱਚੀਆਂ) ਦੀ ਬਣੀ ਹੋਈ, ਰੋਲਡ-ਅੱਪ ਬਣਤਰ ਦੇ ਕਾਰਨ ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਚੀਰ ਨਾ ਪਾਉਣ ਦਾ ਕਾਰਨ ਹੈ। ਸਿੰਗਲ-ਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨਾਲੋਂ ਉੱਚ ਪ੍ਰਭਾਵੀ ਮਾਡਿਊਲਸ। ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਗ੍ਰੀਨ ਅਤੇ ਹਰਸਮ (42) ਦੁਆਰਾ ਰਿਪੋਰਟ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ, ਧਾਤੂ CNT ਨੈਟਵਰਕ (1.0 nm ਦਾ ਟਿਊਬ ਵਿਆਸ) CNTs ਵਿਚਕਾਰ ਵੱਡੇ ਜੰਕਸ਼ਨ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਦੇ ਬਾਵਜੂਦ ਘੱਟ ਸ਼ੀਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ <100 ohms/sq ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਇਹ ਧਿਆਨ ਵਿੱਚ ਰੱਖਦੇ ਹੋਏ ਕਿ ਸਾਡੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਕ੍ਰੋਲ ਦੀ ਚੌੜਾਈ 0.1 ਤੋਂ 1 μm ਹੈ ਅਤੇ G/G ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਵਿੱਚ CNTs ਨਾਲੋਂ ਬਹੁਤ ਵੱਡੇ ਸੰਪਰਕ ਖੇਤਰ ਹਨ, ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਅਤੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਕ੍ਰੋਲ ਵਿਚਕਾਰ ਸੰਪਰਕ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਅਤੇ ਸੰਪਰਕ ਖੇਤਰ ਉੱਚ ਚਾਲਕਤਾ ਨੂੰ ਬਣਾਈ ਰੱਖਣ ਲਈ ਕਾਰਕਾਂ ਨੂੰ ਸੀਮਤ ਨਹੀਂ ਕਰਨਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ।
ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਵਿੱਚ SEBS ਸਬਸਟਰੇਟ ਨਾਲੋਂ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਮਾਡਿਊਲਸ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੀ ਪ੍ਰਭਾਵੀ ਮੋਟਾਈ ਸਬਸਟਰੇਟ ਨਾਲੋਂ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਹੈ, ਪਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀ ਕਠੋਰਤਾ ਗੁਣਾ ਇਸਦੀ ਮੋਟਾਈ ਸਬਸਟਰੇਟ (43, 44) ਨਾਲ ਤੁਲਨਾਯੋਗ ਹੈ, ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਇੱਕ ਮੱਧਮ ਕਠੋਰ-ਆਈਲੈਂਡ ਪ੍ਰਭਾਵ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਅਸੀਂ ਇੱਕ SEBS ਸਬਸਟਰੇਟ ਉੱਤੇ ਇੱਕ 1-nm-ਮੋਟੀ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੇ ਵਿਕਾਰ ਦੀ ਨਕਲ ਕੀਤੀ (ਵੇਰਵਿਆਂ ਲਈ ਪੂਰਕ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇਖੋ)। ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਨਤੀਜਿਆਂ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ, ਜਦੋਂ SEBS ਸਬਸਟਰੇਟ ਨੂੰ ਬਾਹਰੀ ਤੌਰ 'ਤੇ 20% ਸਟ੍ਰੇਨ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਵਿੱਚ ਔਸਤ ਤਣਾਅ ~ 6.6% (Fig. 4J ਅਤੇ fig. S13D) ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਪ੍ਰਯੋਗਾਤਮਕ ਨਿਰੀਖਣਾਂ ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦਾ ਹੈ (ਦੇਖੋ ਚਿੱਤਰ S13)। . ਅਸੀਂ ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਪੈਟਰਨ ਵਾਲੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਅਤੇ ਸਬਸਟਰੇਟ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਤਣਾਅ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਕੀਤੀ ਅਤੇ ਪਾਇਆ ਕਿ ਸਬਸਟਰੇਟ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਤਣਾਅ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਘੱਟ ਤੋਂ ਘੱਟ ਦੁੱਗਣਾ ਹੈ। ਇਹ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਪੈਟਰਨਾਂ 'ਤੇ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਤਣਾਅ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸੀਮਤ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਜੋ SEBS (26, 43, 44) ਦੇ ਸਿਖਰ 'ਤੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਖਤ ਟਾਪੂ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ।
ਇਸਲਈ, ਉੱਚ ਤਣਾਅ ਦੇ ਅਧੀਨ ਉੱਚ ਚਾਲਕਤਾ ਨੂੰ ਬਣਾਈ ਰੱਖਣ ਲਈ MGG ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਸ ਦੀ ਸਮਰੱਥਾ ਸੰਭਾਵਤ ਤੌਰ 'ਤੇ ਦੋ ਪ੍ਰਮੁੱਖ ਵਿਧੀਆਂ ਦੁਆਰਾ ਸਮਰੱਥ ਹੈ: (i) ਸਕ੍ਰੌਲ ਇੱਕ ਸੰਚਾਲਕ ਪਰਕੋਲੇਸ਼ਨ ਮਾਰਗ ਨੂੰ ਬਣਾਈ ਰੱਖਣ ਲਈ ਡਿਸਕਨੈਕਟ ਕੀਤੇ ਖੇਤਰਾਂ ਨੂੰ ਪੁਲ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ (ii) ਮਲਟੀਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸ਼ੀਟਾਂ/ਇਲਾਸਟੋਮਰ ਸਲਾਈਡ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ। ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਉੱਤੇ, ਜਿਸਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਸ ਉੱਤੇ ਦਬਾਅ ਘੱਟ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਲਾਸਟੋਮਰ 'ਤੇ ਟਰਾਂਸਫਰਡ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀਆਂ ਕਈ ਪਰਤਾਂ ਲਈ, ਪਰਤਾਂ ਇਕ ਦੂਜੇ ਨਾਲ ਮਜ਼ਬੂਤੀ ਨਾਲ ਜੁੜੀਆਂ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀਆਂ, ਜੋ ਕਿ ਤਣਾਅ (27) ਦੇ ਜਵਾਬ ਵਿਚ ਸਲਾਈਡ ਹੋ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ। ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਨੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਲੇਅਰਾਂ ਦੀ ਖੁਰਦਰੀ ਨੂੰ ਵੀ ਵਧਾਇਆ, ਜੋ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਲੇਅਰਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਵਿਭਾਜਨ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਵਿੱਚ ਮਦਦ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸਲਈ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਲੇਅਰਾਂ ਦੇ ਸਲਾਈਡਿੰਗ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ।
ਘੱਟ ਲਾਗਤ ਅਤੇ ਉੱਚ ਥ੍ਰੁਪੁੱਟ ਦੇ ਕਾਰਨ ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਨੂੰ ਉਤਸ਼ਾਹ ਨਾਲ ਅਪਣਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਸਾਡੇ ਕੇਸ ਵਿੱਚ, ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰਾਂ ਨੂੰ ਇੱਕ ਹੇਠਲੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਗੇਟ, ਇੱਕ ਚੋਟੀ ਦੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਰੋਤ/ਡਰੇਨ ਸੰਪਰਕ, ਇੱਕ ਕ੍ਰਮਬੱਧ CNT ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ, ਅਤੇ ਇੱਕ ਡਾਈਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ (ਚਿੱਤਰ 5A) ਵਜੋਂ SEBS ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਬਣਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 5B ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਇੱਕ ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਯੰਤਰ ਜਿਸ ਵਿੱਚ CNTs ਸਰੋਤ/ਨਿਕਾਸੀ ਅਤੇ ਗੇਟ (ਹੇਠਾਂ ਵਾਲਾ ਯੰਤਰ) ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਜ਼ (ਟੌਪ ਡਿਵਾਈਸ) ਵਾਲੇ ਯੰਤਰ ਨਾਲੋਂ ਜ਼ਿਆਦਾ ਧੁੰਦਲਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਇਸ ਲਈ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ CNT ਨੈੱਟਵਰਕਾਂ ਨੂੰ ਵੱਡੀ ਮੋਟਾਈ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਅਤੇ, ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ, ਗ੍ਰਾਫੀਨ (ਅੰਜੀਰ S4) ਦੇ ਸਮਾਨ ਸ਼ੀਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਘੱਟ ਆਪਟੀਕਲ ਟ੍ਰਾਂਸਮੀਟੈਂਸ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ 5 (C ਅਤੇ D) ਬਾਈਲੇਅਰ MGG ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਸ ਨਾਲ ਬਣੇ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਲਈ ਦਬਾਅ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਪ੍ਰਤੀਨਿਧੀ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਅਤੇ ਆਉਟਪੁੱਟ ਕਰਵ ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਬੇਰੋਕ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਦੀ ਚੈਨਲ ਦੀ ਚੌੜਾਈ ਅਤੇ ਲੰਬਾਈ ਕ੍ਰਮਵਾਰ 800 ਅਤੇ 100 μm ਸੀ। ਕ੍ਰਮਵਾਰ 10−5 ਅਤੇ 10−8 A ਦੇ ਪੱਧਰਾਂ 'ਤੇ ਚਾਲੂ ਅਤੇ ਬੰਦ ਕਰੰਟ ਦੇ ਨਾਲ ਮਾਪਿਆ ਚਾਲੂ/ਬੰਦ ਅਨੁਪਾਤ 103 ਤੋਂ ਵੱਧ ਹੈ। ਆਉਟਪੁੱਟ ਕਰਵ ਸਪੱਸ਼ਟ ਗੇਟ-ਵੋਲਟੇਜ ਨਿਰਭਰਤਾ ਦੇ ਨਾਲ ਆਦਰਸ਼ ਰੇਖਿਕ ਅਤੇ ਸਾ-ਟਿਊਰੇਸ਼ਨ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜੋ CNTs ਅਤੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਸ (45) ਵਿਚਕਾਰ ਆਦਰਸ਼ ਸੰਪਰਕ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਜ਼ ਦੇ ਨਾਲ ਸੰਪਰਕ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਭਾਫ ਬਣ ਗਈ ਏਯੂ ਫਿਲਮ (ਅੰਜੀਰ S14 ਦੇਖੋ) ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਘੱਟ ਦੇਖਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਦੀ ਸੰਤ੍ਰਿਪਤਾ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ ਲਗਭਗ 5.6 cm2/Vs ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਇੱਕ ਡਾਈਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਪਰਤ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ 300-nm SiO2 ਦੇ ਨਾਲ ਸਖ਼ਤ Si ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ 'ਤੇ ਉਸੇ ਪੋਲੀਮਰ-ਕ੍ਰਮਬੱਧ CNT ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰਾਂ ਦੇ ਸਮਾਨ ਹੈ। ਅਨੁਕੂਲਿਤ ਟਿਊਬ ਘਣਤਾ ਅਤੇ ਹੋਰ ਕਿਸਮ ਦੀਆਂ ਟਿਊਬਾਂ (46) ਨਾਲ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ ਵਿੱਚ ਹੋਰ ਸੁਧਾਰ ਸੰਭਵ ਹੈ।
(ਏ) ਗ੍ਰਾਫੀਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਦੀ ਸਕੀਮ। SWNTs, ਸਿੰਗਲ-ਦੀਵਾਰ ਵਾਲੇ ਕਾਰਬਨ ਨੈਨੋਟਿਊਬ। (ਬੀ) ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ (ਉੱਪਰ) ਅਤੇ ਸੀਐਨਟੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ (ਹੇਠਾਂ) ਦੇ ਬਣੇ ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰਾਂ ਦੀ ਫੋਟੋ। ਪਾਰਦਰਸ਼ਤਾ ਵਿੱਚ ਅੰਤਰ ਸਪਸ਼ਟ ਤੌਰ 'ਤੇ ਨਜ਼ਰ ਆਉਂਦਾ ਹੈ। (C ਅਤੇ D) ਤਣਾਅ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ SEBS 'ਤੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਦਾ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਅਤੇ ਆਉਟਪੁੱਟ ਕਰਵ। (E ਅਤੇ F) ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕਰਵ, ਚਾਲੂ ਅਤੇ ਬੰਦ ਕਰੰਟ, ਚਾਲੂ/ਬੰਦ ਅਨੁਪਾਤ, ਅਤੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਦੀ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਟ੍ਰੇਨਾਂ 'ਤੇ।
ਜਦੋਂ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ, ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਯੰਤਰ ਨੂੰ ਚਾਰਜ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਖਿੱਚਿਆ ਗਿਆ ਸੀ, ਤਾਂ 120% ਤਣਾਅ ਤੱਕ ਨਿਊਨਤਮ ਗਿਰਾਵਟ ਦੇਖਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਖਿੱਚਣ ਦੇ ਦੌਰਾਨ, ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ ਲਗਾਤਾਰ 5.6 cm2/Vs ਤੋਂ 0% ਤਣਾਅ 'ਤੇ 2.5 cm2/Vs ਤੱਕ 120% ਤਣਾਅ (ਚਿੱਤਰ 5F) 'ਤੇ ਲਗਾਤਾਰ ਘਟਦੀ ਗਈ। ਅਸੀਂ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਚੈਨਲਾਂ ਦੀ ਲੰਬਾਈ ਲਈ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਵੀ ਕੀਤੀ ਹੈ (ਟੇਬਲ S1 ਦੇਖੋ)। ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ, 105% ਦੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵੱਡੇ ਦਬਾਅ 'ਤੇ, ਇਹ ਸਾਰੇ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਅਜੇ ਵੀ ਉੱਚ ਚਾਲੂ/ਬੰਦ ਅਨੁਪਾਤ (>103) ਅਤੇ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ (>3 cm2/Vs) ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਅਸੀਂ ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰਾਂ (ਟੇਬਲ S2 ਦੇਖੋ) (47-52) 'ਤੇ ਹਾਲ ਹੀ ਦੇ ਸਾਰੇ ਕੰਮ ਦਾ ਸਾਰ ਦਿੱਤਾ। ਈਲਾਸਟੋਮਰਾਂ 'ਤੇ ਡਿਵਾਈਸ ਫੈਬਰੀਕੇਸ਼ਨ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਬਣਾਉਣ ਅਤੇ ਸੰਪਰਕਾਂ ਵਜੋਂ MGGs ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ, ਸਾਡੇ ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ ਅਤੇ ਹਿਸਟਰੇਸਿਸ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਖਿੱਚਣ ਯੋਗ ਹੋਣ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਵਧੀਆ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਦਿਖਾਉਂਦੇ ਹਨ।
ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਅਤੇ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ, ਅਸੀਂ ਇਸਨੂੰ ਇੱਕ LED ਦੀ ਸਵਿਚਿੰਗ (ਚਿੱਤਰ 6A) ਨੂੰ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਕਰਨ ਲਈ ਵਰਤਿਆ ਹੈ। ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 6B ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਹਰੇ LED ਨੂੰ ਸਿੱਧੇ ਉੱਪਰ ਰੱਖੇ ਗਏ ਖਿੱਚਣ ਯੋਗ ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਯੰਤਰ ਦੁਆਰਾ ਸਪਸ਼ਟ ਤੌਰ 'ਤੇ ਦੇਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ~100% (ਚਿੱਤਰ 6, C ਅਤੇ D) ਤੱਕ ਖਿੱਚਣ ਦੇ ਦੌਰਾਨ, LED ਰੋਸ਼ਨੀ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਨਹੀਂ ਬਦਲਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਉੱਪਰ ਦੱਸੇ ਗਏ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਦੇ ਨਾਲ ਇਕਸਾਰ ਹੈ (ਵੇਖੋ ਫਿਲਮ S1)। ਇਹ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਸ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਬਣਾਈਆਂ ਗਈਆਂ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਨਿਯੰਤਰਣ ਯੂਨਿਟਾਂ ਦੀ ਪਹਿਲੀ ਰਿਪੋਰਟ ਹੈ, ਜੋ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੂੰ ਖਿੱਚਣ ਯੋਗ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕਸ ਲਈ ਇੱਕ ਨਵੀਂ ਸੰਭਾਵਨਾ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕਰਦੀ ਹੈ।
(ਏ) LED ਨੂੰ ਚਲਾਉਣ ਲਈ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਦਾ ਸਰਕਟ। GND, ਜ਼ਮੀਨ. (ਬੀ) ਹਰੇ LED ਦੇ ਉੱਪਰ ਮਾਊਂਟ ਕੀਤੇ 0% ਤਣਾਅ 'ਤੇ ਖਿੱਚਣ ਯੋਗ ਅਤੇ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਦੀ ਫੋਟੋ। (C) LED ਨੂੰ ਬਦਲਣ ਲਈ ਵਰਤਿਆ ਜਾਣ ਵਾਲਾ ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਅਤੇ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ LED ਦੇ ਉੱਪਰ 0% (ਖੱਬੇ) ਅਤੇ ~100% ਸਟ੍ਰੇਨ (ਸੱਜੇ) 'ਤੇ ਮਾਊਂਟ ਕੀਤਾ ਜਾ ਰਿਹਾ ਹੈ। ਸਫੈਦ ਤੀਰ ਡਿਵਾਈਸ 'ਤੇ ਪੀਲੇ ਮਾਰਕਰ ਦੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਦੂਰੀ ਦੇ ਬਦਲਾਅ ਨੂੰ ਖਿੱਚੇ ਜਾਣ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ। (ਡੀ) ਖਿੱਚੇ ਹੋਏ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਦਾ ਸਾਈਡ ਦ੍ਰਿਸ਼, ਐਲਈਡੀ ਨੂੰ ਇਲਾਸਟੋਮਰ ਵਿੱਚ ਧੱਕਣ ਦੇ ਨਾਲ।
ਸਿੱਟੇ ਵਜੋਂ, ਅਸੀਂ ਇੱਕ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਸੰਚਾਲਕ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਢਾਂਚਾ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤਾ ਹੈ ਜੋ ਸਟ੍ਰੈਚਯੋਗ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਜ਼ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਵੱਡੇ ਤਣਾਅ ਦੇ ਹੇਠਾਂ ਉੱਚ ਸੰਚਾਲਕਤਾ ਨੂੰ ਕਾਇਮ ਰੱਖਦਾ ਹੈ, ਸਟੈਕਡ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਲੇਅਰਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੈਨੋਸਕ੍ਰੌਲ ਦੁਆਰਾ ਸਮਰਥਿਤ ਹੈ। ਇਲਾਸਟੋਮਰ 'ਤੇ ਇਹ ਬਾਇ- ਅਤੇ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ MGG ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਬਣਤਰ ਕ੍ਰਮਵਾਰ 21 ਅਤੇ 65%, 100% ਤੋਂ ਵੱਧ ਸਟ੍ਰੇਨ 'ਤੇ ਆਪਣੀ 0% ਸਟ੍ਰੇਨ ਕੰਡਕਟਿਵਿਟੀ ਨੂੰ ਬਰਕਰਾਰ ਰੱਖ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਆਮ ਮੋਨੋਲਾਇਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਜ਼ ਲਈ 5% ਸਟ੍ਰੇਨ 'ਤੇ ਸੰਚਾਲਕਤਾ ਦੇ ਸੰਪੂਰਨ ਨੁਕਸਾਨ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ। . ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਕਰੋਲਾਂ ਦੇ ਵਾਧੂ ਸੰਚਾਲਕ ਮਾਰਗਾਂ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕੀਤੀਆਂ ਪਰਤਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਕਮਜ਼ੋਰ ਪਰਸਪਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਤਣਾਅ ਦੇ ਅਧੀਨ ਉੱਤਮ ਚਾਲਕਤਾ ਸਥਿਰਤਾ ਵਿੱਚ ਯੋਗਦਾਨ ਪਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਅਸੀਂ ਇਸ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਢਾਂਚੇ ਨੂੰ ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰਾਂ ਨੂੰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ। ਹੁਣ ਤੱਕ, ਇਹ ਬਕਲਿੰਗ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੇ ਬਿਨਾਂ ਸਭ ਤੋਂ ਵਧੀਆ ਪਾਰਦਰਸ਼ਤਾ ਵਾਲਾ ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਖਿੱਚਣ ਯੋਗ ਗ੍ਰਾਫੀਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ ਮੌਜੂਦਾ ਅਧਿਐਨ ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕਸ ਲਈ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਕਰਵਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ, ਅਸੀਂ ਵਿਸ਼ਵਾਸ ਕਰਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਇਸ ਪਹੁੰਚ ਨੂੰ ਹੋਰ 2D ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਤੱਕ ਵਧਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਖਿੱਚਣ ਯੋਗ 2D ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕਸ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਇਆ ਜਾ ਸਕੇ।
ਵੱਡੇ-ਖੇਤਰ ਵਾਲੇ CVD ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੂੰ 50–SCCM (ਸਟੈਂਡਰਡ ਕਿਊਬਿਕ ਸੈਂਟੀਮੀਟਰ ਪ੍ਰਤੀ ਮਿੰਟ) CH4 ਅਤੇ 20–SCCM H2 ਦੇ ਨਾਲ 1000°C 'ਤੇ ਪੂਰਵਗਾਮੀ ਵਜੋਂ 0.5 mtorr ਦੇ ਲਗਾਤਾਰ ਦਬਾਅ ਹੇਠ ਮੁਅੱਤਲ ਕੀਤੇ Cu Foils (99.999%; Alfa Aesar) 'ਤੇ ਉਗਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ। Cu ਫੁਆਇਲ ਦੇ ਦੋਵੇਂ ਪਾਸੇ ਮੋਨੋਲਾਇਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨਾਲ ਢੱਕੇ ਹੋਏ ਸਨ। PMMA (2000 rpm; A4, ਮਾਈਕ੍ਰੋਕੇਮ) ਦੀ ਇੱਕ ਪਤਲੀ ਪਰਤ Cu ਫੋਇਲ ਦੇ ਇੱਕ ਪਾਸੇ ਸਪਿਨ-ਕੋਟੇਡ ਸੀ, ਇੱਕ PMMA/G/Cu ਫੋਇਲ/G ਬਣਤਰ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਪੂਰੀ ਫਿਲਮ ਨੂੰ 0.1 M ਅਮੋਨੀਅਮ ਪਰਸਲਫੇਟ [(NH4) 2S2O8] ਘੋਲ ਵਿੱਚ 2 ਘੰਟਿਆਂ ਲਈ ਭਿੱਜਿਆ ਗਿਆ ਤਾਂ ਕਿ Cu ਫੁਆਇਲ ਨੂੰ ਦੂਰ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕੇ। ਇਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੇ ਦੌਰਾਨ, ਅਸੁਰੱਖਿਅਤ ਬੈਕਸਾਈਡ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਪਹਿਲਾਂ ਅਨਾਜ ਦੀਆਂ ਸੀਮਾਵਾਂ ਦੇ ਨਾਲ ਪਾਟ ਗਿਆ ਅਤੇ ਫਿਰ ਸਤਹ ਦੇ ਤਣਾਅ ਦੇ ਕਾਰਨ ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਵਿੱਚ ਘੁੰਮ ਗਿਆ। ਸਕ੍ਰੋਲ PMMA-ਸਹਾਇਕ ਉਪਰਲੀ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਫਿਲਮ ਨਾਲ ਜੁੜੇ ਹੋਏ ਸਨ, PMMA/G/G ਸਕ੍ਰੋਲ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹੋਏ। ਫਿਲਮਾਂ ਨੂੰ ਬਾਅਦ ਵਿੱਚ ਕਈ ਵਾਰ ਡੀਓਨਾਈਜ਼ਡ ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ ਧੋਤਾ ਗਿਆ ਅਤੇ ਇੱਕ ਟੀਚੇ ਦੇ ਸਬਸਟਰੇਟ ਉੱਤੇ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਇੱਕ ਸਖ਼ਤ SiO2/Si ਜਾਂ ਪਲਾਸਟਿਕ ਸਬਸਟਰੇਟ। ਜਿਵੇਂ ਹੀ ਨੱਥੀ ਫਿਲਮ ਸਬਸਟਰੇਟ 'ਤੇ ਸੁੱਕ ਜਾਂਦੀ ਹੈ, ਪੀਐਮਐਮਏ ਨੂੰ ਹਟਾਉਣ ਲਈ ਨਮੂਨੇ ਨੂੰ ਕ੍ਰਮਵਾਰ ਐਸੀਟੋਨ, 1:1 ਐਸੀਟੋਨ/ਆਈਪੀਏ (ਆਈਸੋਪ੍ਰੋਪਾਈਲ ਅਲਕੋਹਲ), ਅਤੇ ਆਈਪੀਏ 30 ਸਕਿੰਟਾਂ ਲਈ ਕ੍ਰਮਵਾਰ ਭਿੱਜਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਫਿਲਮਾਂ ਨੂੰ 15 ਮਿੰਟ ਲਈ 100 ਡਿਗਰੀ ਸੈਲਸੀਅਸ 'ਤੇ ਗਰਮ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਸੀ ਜਾਂ G/G ਸਕਰੋਲ ਦੀ ਇੱਕ ਹੋਰ ਪਰਤ ਨੂੰ ਇਸ 'ਤੇ ਤਬਦੀਲ ਕਰਨ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਫਸੇ ਹੋਏ ਪਾਣੀ ਨੂੰ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਹਟਾਉਣ ਲਈ ਰਾਤ ਭਰ ਵੈਕਿਊਮ ਵਿੱਚ ਰੱਖਿਆ ਜਾਂਦਾ ਸੀ। ਇਹ ਕਦਮ ਸਬਸਟਰੇਟ ਤੋਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਫਿਲਮ ਦੇ ਨਿਰਲੇਪਤਾ ਤੋਂ ਬਚਣ ਅਤੇ PMMA ਕੈਰੀਅਰ ਪਰਤ ਦੇ ਰਿਲੀਜ਼ ਦੌਰਾਨ MGGs ਦੀ ਪੂਰੀ ਕਵਰੇਜ ਨੂੰ ਯਕੀਨੀ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਸੀ।
MGG ਢਾਂਚੇ ਦੀ ਰੂਪ ਵਿਗਿਆਨ ਨੂੰ ਇੱਕ ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪ (ਲੀਕਾ) ਅਤੇ ਇੱਕ ਸਕੈਨਿੰਗ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪ (1 kV; FEI) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਦੇਖਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਇੱਕ ਪਰਮਾਣੂ ਬਲ ਮਾਈਕਰੋਸਕੋਪ (ਨੈਨੋਸਕੋਪ III, ਡਿਜੀਟਲ ਇੰਸਟਰੂਮੈਂਟ) ਨੂੰ ਜੀ ਸਕ੍ਰੌਲ ਦੇ ਵੇਰਵਿਆਂ ਨੂੰ ਵੇਖਣ ਲਈ ਟੈਪਿੰਗ ਮੋਡ ਵਿੱਚ ਚਲਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਫਿਲਮ ਪਾਰਦਰਸ਼ਤਾ ਨੂੰ ਇੱਕ ਅਲਟਰਾਵਾਇਲਟ-ਦਿੱਖਣ ਵਾਲੇ ਸਪੈਕਟਰੋਮੀਟਰ (Agilent Cary 6000i) ਦੁਆਰਾ ਟੈਸਟ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਟੈਸਟਾਂ ਲਈ ਜਦੋਂ ਤਣਾਅ ਮੌਜੂਦਾ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦੀ ਲੰਬਕਾਰੀ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਨਾਲ ਸੀ, ਫੋਟੋਲਿਥੋਗ੍ਰਾਫੀ ਅਤੇ O2 ਪਲਾਜ਼ਮਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਬਣਤਰਾਂ ਨੂੰ ਪੱਟੀਆਂ (~300 μm ਚੌੜੀਆਂ ਅਤੇ ~2000 μm ਲੰਬੀ) ਵਿੱਚ ਪੈਟਰਨ ਕਰਨ ਲਈ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ, ਅਤੇ Au (50 nm) ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਥਰਮਲ ਤੌਰ 'ਤੇ ਜਮ੍ਹਾ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਲੰਬੇ ਪਾਸੇ ਦੇ ਦੋਵਾਂ ਸਿਰਿਆਂ 'ਤੇ ਸ਼ੈਡੋ ਮਾਸਕ। ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀਆਂ ਪੱਟੀਆਂ ਨੂੰ ਫਿਰ SEBS ਇਲਾਸਟੋਮਰ (~2 ਸੈਂਟੀਮੀਟਰ ਚੌੜਾ ਅਤੇ ~5 ਸੈਂਟੀਮੀਟਰ ਲੰਬਾ) ਦੇ ਸੰਪਰਕ ਵਿੱਚ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ ਸੀ, SEBS ਦੇ ਛੋਟੇ ਪਾਸੇ ਦੇ ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਸਟ੍ਰਿਪਾਂ ਦੇ ਲੰਬੇ ਧੁਰੇ ਦੇ ਨਾਲ BOE (ਬਫਰਡ ਆਕਸਾਈਡ ਈਚ) (HF:H2O) ਦੇ ਨਾਲ। 1:6) ਐਚਿੰਗ ਅਤੇ ਈਯੂਟੈਕਟਿਕ ਗੈਲਿਅਮ ਇੰਡੀਅਮ (EGaIn) ਬਿਜਲੀ ਦੇ ਸੰਪਰਕ ਵਜੋਂ। ਪੈਰਲਲ ਸਟ੍ਰੇਨ ਟੈਸਟਾਂ ਲਈ, ਗੈਰ-ਪੈਟਰਨਡ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਟ੍ਰਕਚਰ es (~ 5 × 10 mm) ਨੂੰ SEBS ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ, SEBS ਸਬਸਟਰੇਟ ਦੇ ਲੰਬੇ ਪਾਸੇ ਦੇ ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਲੰਬੇ ਧੁਰੇ ਦੇ ਨਾਲ। ਦੋਵਾਂ ਮਾਮਲਿਆਂ ਲਈ, ਪੂਰੇ G (ਬਿਨਾਂ G ਸਕਰੋਲਾਂ ਦੇ)/SEBS ਨੂੰ ਇੱਕ ਮੈਨੂਅਲ ਉਪਕਰਣ ਵਿੱਚ ਇਲਾਸਟੋਮਰ ਦੇ ਲੰਬੇ ਪਾਸੇ ਦੇ ਨਾਲ ਖਿੱਚਿਆ ਗਿਆ ਸੀ, ਅਤੇ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ, ਅਸੀਂ ਇੱਕ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਕ (ਕੀਥਲੀ 4200) ਨਾਲ ਇੱਕ ਪੜਤਾਲ ਸਟੇਸ਼ਨ 'ਤੇ ਦਬਾਅ ਹੇਠ ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਤਬਦੀਲੀਆਂ ਨੂੰ ਮਾਪਿਆ। -ਐਸਸੀਐਸ)।
ਇੱਕ ਲਚਕੀਲੇ ਸਬਸਟਰੇਟ ਉੱਤੇ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਅਤੇ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰਾਂ ਨੂੰ ਪੌਲੀਮਰ ਡਾਈਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਅਤੇ ਸਬਸਟਰੇਟ ਦੇ ਜੈਵਿਕ ਘੋਲਨ ਵਾਲੇ ਨੁਕਸਾਨ ਤੋਂ ਬਚਣ ਲਈ ਹੇਠ ਲਿਖੀਆਂ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਦੁਆਰਾ ਬਣਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ। MGG ਢਾਂਚਿਆਂ ਨੂੰ SEBS ਵਿੱਚ ਗੇਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਇੱਕ ਸਮਾਨ ਪਤਲੀ-ਫਿਲਮ ਪੋਲੀਮਰ ਡਾਈਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਪਰਤ (2 μm ਮੋਟੀ) ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ, ਇੱਕ SEBS ਟੋਲਿਊਨ (80 mg/ml) ਘੋਲ ਨੂੰ ਇੱਕ octadecyltrichlorosilane (OTS)-ਸੋਧਿਆ SiO2/Si ਸਬਸਟਰੇਟ ਉੱਤੇ 1 ਮਿੰਟ ਲਈ 1000 rpm ਉੱਤੇ ਸਪਿਨ-ਕੋਟੇਡ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਪਤਲੀ ਡਾਈਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫਿਲਮ ਨੂੰ ਹਾਈਡ੍ਰੋਫੋਬਿਕ OTS ਸਤਹ ਤੋਂ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨਾਲ ਕਵਰ ਕੀਤੇ SEBS ਸਬਸਟਰੇਟ 'ਤੇ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇੱਕ ਐਲਸੀਆਰ (ਇੰਡਕਟੈਂਸ, ਕੈਪੈਸੀਟੈਂਸ, ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ) ਮੀਟਰ (ਐਜੀਲੈਂਟ) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਸਟਰੇਨ ਦੇ ਇੱਕ ਫੰਕਸ਼ਨ ਵਜੋਂ ਕੈਪੈਸੀਟੈਂਸ ਨੂੰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਤਰਲ-ਧਾਤੂ (EGaIn; Sigma-Aldrich) ਚੋਟੀ ਦੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਨੂੰ ਜਮ੍ਹਾਂ ਕਰਕੇ ਇੱਕ ਕੈਪਸੀਟਰ ਬਣਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਦੇ ਦੂਜੇ ਹਿੱਸੇ ਵਿੱਚ ਪੌਲੀਮਰ-ਕ੍ਰਮਬੱਧ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਿੰਗ ਸੀਐਨਟੀ ਸ਼ਾਮਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਪਹਿਲਾਂ ਦੱਸੀਆਂ ਗਈਆਂ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਦੀ ਪਾਲਣਾ ਕਰਦੇ ਹੋਏ (53). ਪੈਟਰਨ ਵਾਲੇ ਸਰੋਤ/ਡਰੇਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਜ਼ ਨੂੰ ਸਖ਼ਤ SiO2/Si ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ 'ਤੇ ਬਣਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਇਸ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਦੋ ਹਿੱਸੇ, ਡਾਈਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ/G/SEBS ਅਤੇ CNTs/ਪੈਟਰਨਡ G/SiO2/Si, ਨੂੰ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਨਾਲ ਲੈਮੀਨੇਟ ਕੀਤਾ ਗਿਆ, ਅਤੇ ਸਖ਼ਤ SiO2/Si ਸਬਸਟਰੇਟ ਨੂੰ ਹਟਾਉਣ ਲਈ BOE ਵਿੱਚ ਭਿੱਜਿਆ ਗਿਆ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਅਤੇ ਖਿੱਚਣ ਯੋਗ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਬਣਾਏ ਗਏ ਸਨ। ਤਣਾਅ ਅਧੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਟੈਸਟਿੰਗ ਉਪਰੋਕਤ ਵਿਧੀ ਦੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਮੈਨੂਅਲ ਸਟ੍ਰੈਚਿੰਗ ਸੈੱਟਅੱਪ 'ਤੇ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ।
ਇਸ ਲੇਖ ਲਈ ਪੂਰਕ ਸਮੱਗਰੀ http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/3/9/e1700159/DC1 'ਤੇ ਉਪਲਬਧ ਹੈ
ਅੰਜੀਰ. S1. ਵੱਖ-ਵੱਖ ਵਿਸਤਾਰ 'ਤੇ SiO2/Si ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ 'ਤੇ ਮੋਨੋਲੇਅਰ MGG ਦੀਆਂ ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ ਚਿੱਤਰ।
ਅੰਜੀਰ. S4. ਮੋਨੋ-, ਬਾਇ- ਅਤੇ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ ਪਲੇਨ ਗ੍ਰਾਫੀਨ (ਕਾਲੇ ਵਰਗ), MGG (ਲਾਲ ਚੱਕਰ), ਅਤੇ CNTs (ਨੀਲੇ ਤਿਕੋਣ) ਦੇ @550 nm @ ਦੋ-ਪ੍ਰੋਬ ਸ਼ੀਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਅਤੇ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਦੀ ਤੁਲਨਾ।
ਅੰਜੀਰ. S7. ਕ੍ਰਮਵਾਰ 40 ਅਤੇ 90% ਪੈਰਲਲ ਸਟ੍ਰੇਨ ਤੱਕ ~1000 ਸਾਈਕਲਿਕ ਸਟ੍ਰੇਨ ਲੋਡਿੰਗ ਦੇ ਤਹਿਤ ਮੋਨੋ- ਅਤੇ ਬਾਇਲੇਅਰ MGGs (ਕਾਲਾ) ਅਤੇ G (ਲਾਲ) ਦਾ ਸਧਾਰਣ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਤਬਦੀਲੀ।
ਅੰਜੀਰ. S10. ਤਣਾਅ ਦੇ ਬਾਅਦ SEBS ਈਲਾਸਟੋਮਰ 'ਤੇ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ MGG ਦਾ SEM ਚਿੱਤਰ, ਕਈ ਚੀਰ ਦੇ ਉੱਪਰ ਇੱਕ ਲੰਬਾ ਸਕ੍ਰੌਲ ਕਰਾਸ ਦਿਖਾ ਰਿਹਾ ਹੈ।
ਅੰਜੀਰ. S12. 20% ਤਣਾਅ 'ਤੇ ਬਹੁਤ ਹੀ ਪਤਲੇ SEBS ਇਲਾਸਟੋਮਰ 'ਤੇ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ MGG ਦਾ AFM ਚਿੱਤਰ, ਇਹ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਇੱਕ ਸਕ੍ਰੌਲ ਇੱਕ ਦਰਾੜ ਦੇ ਉੱਪਰੋਂ ਪਾਰ ਹੋਇਆ ਹੈ।
ਸਾਰਣੀ S1. ਤਣਾਅ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਅਤੇ ਬਾਅਦ ਵਿੱਚ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਚੈਨਲਾਂ ਦੀ ਲੰਬਾਈ 'ਤੇ ਬਾਈਲੇਅਰ MGG-ਸਿੰਗਲ-ਦੀਵਾਰ ਵਾਲੇ ਕਾਰਬਨ ਨੈਨੋਟਿਊਬ ਟ੍ਰਾਂਸਿਸਟਰਾਂ ਦੀ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ।
ਇਹ ਕਰੀਏਟਿਵ ਕਾਮਨਜ਼ ਐਟ੍ਰਬ੍ਯੂਸ਼ਨ-ਗੈਰ-ਵਪਾਰਕ ਲਾਇਸੈਂਸ ਦੀਆਂ ਸ਼ਰਤਾਂ ਦੇ ਤਹਿਤ ਵੰਡਿਆ ਗਿਆ ਇੱਕ ਖੁੱਲ੍ਹਾ-ਪਹੁੰਚ ਲੇਖ ਹੈ, ਜੋ ਕਿਸੇ ਵੀ ਮਾਧਿਅਮ ਵਿੱਚ ਵਰਤੋਂ, ਵੰਡ ਅਤੇ ਪ੍ਰਜਨਨ ਦੀ ਇਜਾਜ਼ਤ ਦਿੰਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਤੱਕ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਵਰਤੋਂ ਵਪਾਰਕ ਲਾਭ ਲਈ ਨਹੀਂ ਹੈ ਅਤੇ ਬਸ਼ਰਤੇ ਕਿ ਅਸਲ ਕੰਮ ਸਹੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਹੋਵੇ। ਦਾ ਹਵਾਲਾ ਦਿੱਤਾ।
ਨੋਟ: ਅਸੀਂ ਸਿਰਫ਼ ਤੁਹਾਡੇ ਈਮੇਲ ਪਤੇ ਦੀ ਬੇਨਤੀ ਕਰਦੇ ਹਾਂ ਤਾਂ ਕਿ ਜਿਸ ਵਿਅਕਤੀ ਨੂੰ ਤੁਸੀਂ ਪੰਨੇ ਦੀ ਸਿਫ਼ਾਰਿਸ਼ ਕਰ ਰਹੇ ਹੋ ਉਸਨੂੰ ਪਤਾ ਲੱਗੇ ਕਿ ਤੁਸੀਂ ਚਾਹੁੰਦੇ ਹੋ ਕਿ ਉਹ ਇਸਨੂੰ ਦੇਖਣ, ਅਤੇ ਇਹ ਕਿ ਇਹ ਜੰਕ ਮੇਲ ਨਹੀਂ ਹੈ। ਅਸੀਂ ਕਿਸੇ ਵੀ ਈਮੇਲ ਪਤੇ ਨੂੰ ਹਾਸਲ ਨਹੀਂ ਕਰਦੇ ਹਾਂ।
ਇਹ ਸਵਾਲ ਇਹ ਜਾਂਚਣ ਲਈ ਹੈ ਕਿ ਤੁਸੀਂ ਮਨੁੱਖੀ ਵਿਜ਼ਟਰ ਹੋ ਜਾਂ ਨਹੀਂ ਅਤੇ ਸਵੈਚਲਿਤ ਸਪੈਮ ਸਬਮਿਸ਼ਨ ਨੂੰ ਰੋਕਣ ਲਈ ਹੈ।
ਨਾਨ ਲਿਉ, ਅਲੈਕਸ ਚੋਰਟੋਸ, ਟਿੰਗ ਲੇਈ, ਲੀਹੂਆ ਜਿਨ, ਤਾਏਹੋ ਰਾਏ ਕਿਮ, ਵੋਨ-ਗਿਊ ਬੇ, ਚੇਨਕਸਿਨ ਝੂ, ਸਿਹੋਂਗ ਵਾਂਗ, ਰਾਫੇਲ ਪਫੈਟਨਰ, ਜ਼ੀਯੂਆਨ ਚੇਨ, ਰਾਬਰਟ ਸਿੰਕਲੇਅਰ, ਜ਼ੇਨਾਨ ਬਾਓ ਦੁਆਰਾ
ਨਾਨ ਲਿਉ, ਅਲੈਕਸ ਚੋਰਟੋਸ, ਟਿੰਗ ਲੇਈ, ਲੀਹੂਆ ਜਿਨ, ਤਾਏਹੋ ਰਾਏ ਕਿਮ, ਵੋਨ-ਗਿਊ ਬੇ, ਚੇਨਕਸਿਨ ਝੂ, ਸਿਹੋਂਗ ਵਾਂਗ, ਰਾਫੇਲ ਪਫੈਟਨਰ, ਜ਼ੀਯੂਆਨ ਚੇਨ, ਰਾਬਰਟ ਸਿੰਕਲੇਅਰ, ਜ਼ੇਨਾਨ ਬਾਓ ਦੁਆਰਾ
© 2021 ਅਮੈਰੀਕਨ ਐਸੋਸੀਏਸ਼ਨ ਫਾਰ ਦ ਐਡਵਾਂਸਮੈਂਟ ਆਫ਼ ਸਾਇੰਸ। ਸਾਰੇ ਹੱਕ ਰਾਖਵੇਂ ਹਨ. AAAS HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef ਅਤੇ COUNTER.Science Advances ISSN 2375-2548 ਦਾ ਭਾਈਵਾਲ ਹੈ।