ਅਲਟਰਾਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਅਤੇ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ

ਦੋ-ਅਯਾਮੀ ਸਮੱਗਰੀ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਗ੍ਰਾਫੀਨ, ਰਵਾਇਤੀ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਅਤੇ ਲਚਕਦਾਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ ਵਿੱਚ ਨਵੇਂ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਦੋਵਾਂ ਲਈ ਆਕਰਸ਼ਕ ਹਨ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀ ਉੱਚ ਟੈਨਸਾਈਲ ਤਾਕਤ ਘੱਟ ਸਟ੍ਰੇਨ 'ਤੇ ਫ੍ਰੈਕਚਰਿੰਗ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ ਵਿੱਚ ਇਸਦੇ ਅਸਾਧਾਰਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਗੁਣਾਂ ਦਾ ਫਾਇਦਾ ਉਠਾਉਣਾ ਚੁਣੌਤੀਪੂਰਨ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਕੰਡਕਟਰਾਂ ਦੇ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਸਟ੍ਰੇਨ-ਨਿਰਭਰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਣ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਸਟੈਕਡ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਪਰਤਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੈਨੋਸਕ੍ਰੌਲ ਬਣਾਏ, ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ ਮਲਟੀਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ/ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਕ੍ਰੌਲ (MGGs) ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਸਟ੍ਰੇਨ ਦੇ ਅਧੀਨ, ਕੁਝ ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਨੇ ਇੱਕ ਪਰਕੋਲੇਟਿੰਗ ਨੈਟਵਰਕ ਬਣਾਈ ਰੱਖਣ ਲਈ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੇ ਖੰਡਿਤ ਡੋਮੇਨਾਂ ਨੂੰ ਬ੍ਰਿਜ ਕੀਤਾ ਜਿਸਨੇ ਉੱਚ ਸਟ੍ਰੇਨ 'ਤੇ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਚਾਲਕਤਾ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਇਆ। ਇਲਾਸਟੋਮਰਾਂ 'ਤੇ ਸਮਰਥਿਤ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ MGGs ਨੇ 100% ਸਟ੍ਰੇਨ 'ਤੇ ਆਪਣੇ ਅਸਲ ਚਾਲਕਤਾ ਦੇ 65% ਨੂੰ ਬਰਕਰਾਰ ਰੱਖਿਆ, ਜੋ ਕਿ ਕਰੰਟ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਲੰਬਵਤ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਨੈਨੋਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਤੋਂ ਬਿਨਾਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀਆਂ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ ਫਿਲਮਾਂ ਨੇ ਆਪਣੇ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਚਾਲਕਤਾ ਦਾ ਸਿਰਫ 25% ਬਰਕਰਾਰ ਰੱਖਿਆ। MGGs ਨੂੰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤ ਕੇ ਬਣਾਏ ਗਏ ਇੱਕ ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਨੇ 90% ਤੋਂ ਵੱਧ ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਟੈਂਸ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕੀਤੀ ਅਤੇ 120% ਸਟ੍ਰੇਨ (ਚਾਰਜ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਸਮਾਨਾਂਤਰ) 'ਤੇ ਆਪਣੇ ਮੂਲ ਮੌਜੂਦਾ ਆਉਟਪੁੱਟ ਦੇ 60% ਨੂੰ ਬਰਕਰਾਰ ਰੱਖਿਆ। ਇਹ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ ਅਤੇ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਸੂਝਵਾਨ ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ ਆਪਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕਸ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾ ਸਕਦੇ ਹਨ।
ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ ਇੱਕ ਵਧ ਰਿਹਾ ਖੇਤਰ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਉੱਨਤ ਬਾਇਓਇੰਟੀਗ੍ਰੇਟੇਡ ਸਿਸਟਮਾਂ (1, 2) ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨ ਹਨ ਅਤੇ ਨਾਲ ਹੀ ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ ਓਪਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ (3, 4) ਨਾਲ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਹੋਣ ਦੀ ਸੰਭਾਵਨਾ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਸੂਝਵਾਨ ਨਰਮ ਰੋਬੋਟਿਕਸ ਅਤੇ ਡਿਸਪਲੇਅ ਪੈਦਾ ਕੀਤੇ ਜਾ ਸਕਣ। ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਪਰਮਾਣੂ ਮੋਟਾਈ, ਉੱਚ ਪਾਰਦਰਸ਼ਤਾ ਅਤੇ ਉੱਚ ਚਾਲਕਤਾ ਦੇ ਬਹੁਤ ਹੀ ਫਾਇਦੇਮੰਦ ਗੁਣ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਪਰ ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਵਿੱਚ ਇਸਦਾ ਲਾਗੂਕਰਨ ਛੋਟੇ ਸਟ੍ਰੇਨ 'ਤੇ ਕ੍ਰੈਕ ਕਰਨ ਦੀ ਪ੍ਰਵਿਰਤੀ ਦੁਆਰਾ ਰੋਕਿਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀਆਂ ਮਕੈਨੀਕਲ ਸੀਮਾਵਾਂ ਨੂੰ ਪਾਰ ਕਰਨ ਨਾਲ ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਵਿੱਚ ਨਵੀਂ ਕਾਰਜਸ਼ੀਲਤਾ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।
ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀਆਂ ਵਿਲੱਖਣ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਇਸਨੂੰ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਸੰਚਾਲਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ ਦੀ ਅਗਲੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਲਈ ਇੱਕ ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਉਮੀਦਵਾਰ ਬਣਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ (5, 6)। ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਵਰਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਕੰਡਕਟਰ, ਇੰਡੀਅਮ ਟੀਨ ਆਕਸਾਈਡ [ITO; 100 ohms/ਵਰਗ (ਵਰਗ) 90% ਪਾਰਦਰਸ਼ਤਾ 'ਤੇ] ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ, ਰਸਾਇਣਕ ਭਾਫ਼ ਜਮ੍ਹਾਂ (CVD) ਦੁਆਰਾ ਉਗਾਇਆ ਗਿਆ ਮੋਨੋਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸ਼ੀਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ (125 ohms/ਵਰਗ) ਅਤੇ ਪਾਰਦਰਸ਼ਤਾ (97.4%) (5) ਦਾ ਸਮਾਨ ਸੁਮੇਲ ਰੱਖਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਫਿਲਮਾਂ ਵਿੱਚ ITO (7) ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਅਸਾਧਾਰਨ ਲਚਕਤਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਇੱਕ ਪਲਾਸਟਿਕ ਸਬਸਟਰੇਟ 'ਤੇ, ਇਸਦੀ ਸੰਚਾਲਨ ਨੂੰ 0.8 ਮਿਲੀਮੀਟਰ (8) ਜਿੰਨੀ ਛੋਟੀ ਵਕਰ ਦੇ ਝੁਕਣ ਵਾਲੇ ਘੇਰੇ ਲਈ ਵੀ ਬਰਕਰਾਰ ਰੱਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇੱਕ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਲਚਕਦਾਰ ਕੰਡਕਟਰ ਦੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਇਸਦੇ ਬਿਜਲੀ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਨੂੰ ਹੋਰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ, ਪਿਛਲੇ ਕੰਮਾਂ ਨੇ ਇੱਕ-ਅਯਾਮੀ (1D) ਸਿਲਵਰ ਨੈਨੋਵਾਇਰਸ ਜਾਂ ਕਾਰਬਨ ਨੈਨੋਟਿਊਬ (CNTs) (9-11) ਦੇ ਨਾਲ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਹਾਈਬ੍ਰਿਡ ਸਮੱਗਰੀ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤੀ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੂੰ ਮਿਸ਼ਰਤ ਅਯਾਮੀ ਹੇਟਰੋਸਟ੍ਰਕਚਰਲ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰਾਂ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ 2D ਬਲਕ Si, 1D ਨੈਨੋਵਾਇਰਸ/ਨੈਨੋਟਿਊਬ, ਅਤੇ 0D ਕੁਆਂਟਮ ਡੌਟਸ) (12), ਲਚਕਦਾਰ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰਾਂ, ਸੂਰਜੀ ਸੈੱਲਾਂ, ਅਤੇ ਪ੍ਰਕਾਸ਼-ਨਿਸਰਣ ਵਾਲੇ ਡਾਇਓਡ (LEDs) (13-23) ਲਈ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਵਜੋਂ ਵਰਤਿਆ ਗਿਆ ਹੈ।
ਹਾਲਾਂਕਿ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੇ ਲਚਕਦਾਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ ਲਈ ਵਾਅਦਾ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਨਤੀਜੇ ਦਿਖਾਏ ਹਨ, ਪਰ ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ ਵਿੱਚ ਇਸਦੀ ਵਰਤੋਂ ਇਸਦੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਗੁਣਾਂ (17, 24, 25) ਦੁਆਰਾ ਸੀਮਤ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ; ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਵਿੱਚ 340 N/m ਦੀ ਇਨ-ਪਲੇਨ ਸਟੀਫਨ ਹੈ ਅਤੇ 0.5 TPa (26) ਦਾ ਯੰਗ ਮਾਡਿਊਲਸ ਹੈ। ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਕਾਰਬਨ-ਕਾਰਬਨ ਨੈੱਟਵਰਕ ਲਾਗੂ ਕੀਤੇ ਸਟ੍ਰੇਨ ਲਈ ਕੋਈ ਊਰਜਾ ਡਿਸਸੀਪੇਸ਼ਨ ਮਕੈਨਿਜ਼ਮ ਪ੍ਰਦਾਨ ਨਹੀਂ ਕਰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸ ਲਈ 5% ਤੋਂ ਘੱਟ ਸਟ੍ਰੇਨ 'ਤੇ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਕ੍ਰੈਕ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਇੱਕ ਪੌਲੀਡਾਈਮੇਥਾਈਲਸਿਲੋਕਸੇਨ (PDMS) ਲਚਕੀਲੇ ਸਬਸਟਰੇਟ 'ਤੇ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ CVD ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਿਰਫ 6% ਤੋਂ ਘੱਟ ਸਟ੍ਰੇਨ (8) 'ਤੇ ਆਪਣੀ ਚਾਲਕਤਾ ਨੂੰ ਬਣਾਈ ਰੱਖ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਸਿਧਾਂਤਕ ਗਣਨਾਵਾਂ ਦਰਸਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ ਕਿ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਪਰਤਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਕਰੰਪਲਿੰਗ ਅਤੇ ਇੰਟਰਪਲੇ ਨਾਲ ਕਠੋਰਤਾ ਨੂੰ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਕਰਨਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ (26)। ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੂੰ ਕਈ ਪਰਤਾਂ ਵਿੱਚ ਸਟੈਕ ਕਰਕੇ, ਇਹ ਰਿਪੋਰਟ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ ਕਿ ਇਹ ਦੋ- ਜਾਂ ਤਿੰਨ-ਪਰਤ ਗ੍ਰਾਫੀਨ 30% ਸਟ੍ਰੇਨ ਤੱਕ ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ ਹੈ, ਜੋ ਮੋਨੋਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ (27) ਨਾਲੋਂ 13 ਗੁਣਾ ਛੋਟਾ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਤਬਦੀਲੀ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਇਹ ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਿਲਟੀ ਅਜੇ ਵੀ ਅਤਿ-ਆਧੁਨਿਕ ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ c ਔਂਡਕਟਰਾਂ (28, 29) ਤੋਂ ਕਾਫ਼ੀ ਘਟੀਆ ਹੈ।
ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਵਿੱਚ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਹਨ ਕਿਉਂਕਿ ਉਹ ਸੂਝਵਾਨ ਸੈਂਸਰ ਰੀਡਆਉਟ ਅਤੇ ਸਿਗਨਲ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ (30, 31)। ਸਰੋਤ/ਡਰੇਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਅਤੇ ਚੈਨਲ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਮਲਟੀਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਵਾਲੇ PDMS 'ਤੇ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ 5% ਸਟ੍ਰੇਨ (32) ਤੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਫੰਕਸ਼ਨ ਨੂੰ ਬਣਾਈ ਰੱਖ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਕਿ ਪਹਿਨਣਯੋਗ ਸਿਹਤ-ਨਿਗਰਾਨੀ ਸੈਂਸਰਾਂ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਚਮੜੀ ਲਈ ਘੱਟੋ-ਘੱਟ ਲੋੜੀਂਦੇ ਮੁੱਲ (~50%) ਤੋਂ ਕਾਫ਼ੀ ਘੱਟ ਹੈ (33, 34)। ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ, ਇੱਕ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਕਿਰੀਗਾਮੀ ਪਹੁੰਚ ਦੀ ਖੋਜ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ, ਅਤੇ ਇੱਕ ਤਰਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਲਾਈਟ ਦੁਆਰਾ ਗੇਟ ਕੀਤੇ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਨੂੰ 240% (35) ਤੱਕ ਖਿੱਚਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਇਸ ਵਿਧੀ ਲਈ ਮੁਅੱਤਲ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਨਿਰਮਾਣ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ।
ਇੱਥੇ, ਅਸੀਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਪਰਤਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ (~1 ਤੋਂ 20 μm ਲੰਬੇ, ~0.1 ਤੋਂ 1 μm ਚੌੜੇ, ਅਤੇ ~10 ਤੋਂ 100 nm ਉੱਚੇ) ਨੂੰ ਇੰਟਰਕਲੇਟ ਕਰਕੇ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦੇ ਹਾਂ। ਅਸੀਂ ਅਨੁਮਾਨ ਲਗਾਉਂਦੇ ਹਾਂ ਕਿ ਇਹ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਕ੍ਰੌਲ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸ਼ੀਟਾਂ ਵਿੱਚ ਦਰਾਰਾਂ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਕਰਨ ਲਈ ਸੰਚਾਲਕ ਮਾਰਗ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ ਤਣਾਅ ਦੇ ਅਧੀਨ ਉੱਚ ਚਾਲਕਤਾ ਬਣਾਈ ਰੱਖਦੇ ਹਨ। ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਨੂੰ ਵਾਧੂ ਸੰਸਲੇਸ਼ਣ ਜਾਂ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੀ ਲੋੜ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀ ਹੈ; ਉਹ ਗਿੱਲੇ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੌਰਾਨ ਕੁਦਰਤੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਬਣਦੇ ਹਨ। ਮਲਟੀਲੇਅਰ G/G (ਗ੍ਰਾਫੀਨ/ਗ੍ਰਾਫੀਨ) ਸਕ੍ਰੌਲ (MGGs) ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਟ੍ਰੈਚਯੋਗ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ (ਸਰੋਤ/ਡਰੇਨ ਅਤੇ ਗੇਟ) ਅਤੇ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਿੰਗ CNTs ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ, ਅਸੀਂ ਬਹੁਤ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਅਤੇ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਟਰਾਂਜਿਸਟਰਾਂ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕਰਨ ਦੇ ਯੋਗ ਸੀ, ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ 120% ਸਟ੍ਰੇਨ (ਚਾਰਜ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਸਮਾਨਾਂਤਰ) ਤੱਕ ਖਿੱਚਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਅਸਲ ਮੌਜੂਦਾ ਆਉਟਪੁੱਟ ਦਾ 60% ਬਰਕਰਾਰ ਰੱਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਹੁਣ ਤੱਕ ਦਾ ਸਭ ਤੋਂ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਕਾਰਬਨ-ਅਧਾਰਤ ਟਰਾਂਜਿਸਟਰ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਹ ਇੱਕ ਅਜੈਵਿਕ LED ਨੂੰ ਚਲਾਉਣ ਲਈ ਕਾਫ਼ੀ ਕਰੰਟ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ।
ਵੱਡੇ-ਖੇਤਰ ਵਾਲੇ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਣ ਲਈ, ਅਸੀਂ Cu ਫੋਇਲ 'ਤੇ CVD-ਉਗਾਇਆ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਚੁਣਿਆ। Cu ਫੋਇਲ ਨੂੰ CVD ਕੁਆਰਟਜ਼ ਟਿਊਬ ਦੇ ਕੇਂਦਰ ਵਿੱਚ ਮੁਅੱਤਲ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ ਤਾਂ ਜੋ ਦੋਵਾਂ ਪਾਸਿਆਂ 'ਤੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੇ ਵਾਧੇ ਨੂੰ ਆਗਿਆ ਦਿੱਤੀ ਜਾ ਸਕੇ, ਜਿਸ ਨਾਲ G/Cu/G ਬਣਤਰ ਬਣਦੇ ਹਨ। ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੂੰ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕਰਨ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਪਹਿਲਾਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੇ ਇੱਕ ਪਾਸੇ ਦੀ ਰੱਖਿਆ ਲਈ ਪੌਲੀ (ਮਿਥਾਈਲ ਮੈਥਾਕ੍ਰਾਈਲੇਟ) (PMMA) ਦੀ ਇੱਕ ਪਤਲੀ ਪਰਤ ਨੂੰ ਸਪਿਨ-ਕੋਟ ਕੀਤਾ, ਜਿਸਨੂੰ ਅਸੀਂ ਟਾਪਸਾਈਡ ਗ੍ਰਾਫੀਨ (ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੇ ਦੂਜੇ ਪਾਸੇ ਦੇ ਉਲਟ) ਦਾ ਨਾਮ ਦਿੱਤਾ, ਅਤੇ ਬਾਅਦ ਵਿੱਚ, Cu ਫੋਇਲ ਨੂੰ ਦੂਰ ਕਰਨ ਲਈ ਪੂਰੀ ਫਿਲਮ (PMMA/ਟਾਪ ਗ੍ਰਾਫੀਨ/Cu/ਡਾਟਮ ਗ੍ਰਾਫੀਨ) ਨੂੰ (NH4)2S2O8 ਘੋਲ ਵਿੱਚ ਭਿੱਜਿਆ ਗਿਆ। PMMA ਕੋਟਿੰਗ ਤੋਂ ਬਿਨਾਂ ਹੇਠਲੇ ਪਾਸੇ ਵਾਲੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਵਿੱਚ ਲਾਜ਼ਮੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਤਰੇੜਾਂ ਅਤੇ ਨੁਕਸ ਹੋਣਗੇ ਜੋ ਇੱਕ ਐਚੈਂਟ ਨੂੰ ਅੰਦਰ ਜਾਣ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦੇ ਹਨ (36, 37)। ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 1A ਵਿੱਚ ਦਰਸਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਸਤਹ ਤਣਾਅ ਦੇ ਪ੍ਰਭਾਵ ਅਧੀਨ, ਜਾਰੀ ਕੀਤੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਡੋਮੇਨ ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਵਿੱਚ ਰੋਲ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਬਾਅਦ ਵਿੱਚ ਬਾਕੀ ਬਚੇ ਟੌਪ-G/PMMA ਫਿਲਮ ਨਾਲ ਜੁੜੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਉੱਪਰਲੇ G/G ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਨੂੰ ਕਿਸੇ ਵੀ ਸਬਸਟਰੇਟ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ SiO2/Si, ਕੱਚ, ਜਾਂ ਨਰਮ ਪੋਲੀਮਰ 'ਤੇ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਇੱਕੋ ਸਬਸਟਰੇਟ 'ਤੇ ਕਈ ਵਾਰ ਦੁਹਰਾਉਣ ਨਾਲ MGG ਬਣਤਰ ਮਿਲਦੀ ਹੈ।
(A) MGGs ਲਈ ਇੱਕ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਨਿਰਮਾਣ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦਾ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਦ੍ਰਿਸ਼ਟਾਂਤ। ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਦੌਰਾਨ, Cu ਫੋਇਲ 'ਤੇ ਪਿਛਲੇ ਪਾਸੇ ਵਾਲੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੂੰ ਸੀਮਾਵਾਂ ਅਤੇ ਨੁਕਸ 'ਤੇ ਤੋੜਿਆ ਗਿਆ ਸੀ, ਮਨਮਾਨੇ ਆਕਾਰਾਂ ਵਿੱਚ ਰੋਲ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ, ਅਤੇ ਉੱਪਰੀ ਫਿਲਮਾਂ ਨਾਲ ਕੱਸ ਕੇ ਜੁੜਿਆ ਹੋਇਆ ਸੀ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਨੈਨੋਸਕ੍ਰੌਲ ਬਣਦੇ ਸਨ। ਚੌਥਾ ਕਾਰਟੂਨ ਸਟੈਕਡ MGG ਢਾਂਚੇ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। (B ਅਤੇ C) ਇੱਕ ਮੋਨੋਲੇਅਰ MGG ਦੇ ਉੱਚ-ਰੈਜ਼ੋਲਿਊਸ਼ਨ TEM ਗੁਣ, ਕ੍ਰਮਵਾਰ ਮੋਨੋਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ (B) ਅਤੇ ਸਕ੍ਰੌਲ (C) ਖੇਤਰ 'ਤੇ ਕੇਂਦ੍ਰਤ ਕਰਦੇ ਹੋਏ। (B) ਦਾ ਇਨਸੈੱਟ ਇੱਕ ਘੱਟ-ਵੱਡਦਰਸ਼ੀ ਚਿੱਤਰ ਹੈ ਜੋ TEM ਗਰਿੱਡ 'ਤੇ ਮੋਨੋਲੇਅਰ MGGs ਦੇ ਸਮੁੱਚੇ ਰੂਪ ਵਿਗਿਆਨ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। (C) ਦੇ ਇਨਸੈੱਟ ਚਿੱਤਰ ਵਿੱਚ ਦਰਸਾਏ ਆਇਤਾਕਾਰ ਬਕਸੇ ਦੇ ਨਾਲ ਲਏ ਗਏ ਤੀਬਰਤਾ ਪ੍ਰੋਫਾਈਲ ਹਨ, ਜਿੱਥੇ ਪਰਮਾਣੂ ਜਹਾਜ਼ਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਦੂਰੀ 0.34 ਅਤੇ 0.41 nm ਹੈ। (D) ਕਾਰਬਨ K-ਐਜ EEL ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾ ਗ੍ਰਾਫਿਕ π* ਅਤੇ σ* ਸਿਖਰਾਂ ਦੇ ਨਾਲ ਲੇਬਲ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ। (E) ਪੀਲੀ ਬਿੰਦੀ ਵਾਲੀ ਲਾਈਨ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਉਚਾਈ ਪ੍ਰੋਫਾਈਲ ਦੇ ਨਾਲ ਮੋਨੋਲੇਅਰ G/G ਸਕ੍ਰੌਲ ਦਾ ਸੈਕਸ਼ਨਲ AFM ਚਿੱਤਰ। (F ਤੋਂ I) ਕ੍ਰਮਵਾਰ 300-nm-ਮੋਟੇ SiO2/Si ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ 'ਤੇ (F ਅਤੇ H) ਤੋਂ ਬਿਨਾਂ ਅਤੇ ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ (G ਅਤੇ I) ਦੇ ਨਾਲ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ G ਦੇ ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ ਅਤੇ AFM ਚਿੱਤਰ। ਪ੍ਰਤੀਨਿਧੀ ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਅਤੇ ਝੁਰੜੀਆਂ ਨੂੰ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਅੰਤਰਾਂ ਨੂੰ ਉਜਾਗਰ ਕਰਨ ਲਈ ਲੇਬਲ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ।
ਇਹ ਪੁਸ਼ਟੀ ਕਰਨ ਲਈ ਕਿ ਸਕ੍ਰੌਲ ਕੁਦਰਤ ਵਿੱਚ ਰੋਲਡ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਹਨ, ਅਸੀਂ ਮੋਨੋਲੇਅਰ ਟਾਪ-ਜੀ/ਜੀ ਸਕ੍ਰੌਲ ਸਟ੍ਰਕਚਰ '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 ਹੋਲ 'ਤੇ ਢੱਕੀ ਫਿਲਮ ਦਾ ਇੱਕ ਸਮੁੱਚਾ ਰੂਪ ਵਿਗਿਆਨ ਹੈ। ਮੋਨੋਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਗਰਿੱਡ ਨੂੰ ਫੈਲਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਹੈਕਸਾਗੋਨਲ ਰਿੰਗਾਂ ਦੇ ਕਈ ਸਟੈਕਾਂ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਵਿੱਚ ਕੁਝ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਫਲੇਕਸ ਦਿਖਾਈ ਦਿੰਦੇ ਹਨ (ਚਿੱਤਰ 1B)। ਇੱਕ ਵਿਅਕਤੀਗਤ ਸਕ੍ਰੌਲ (ਚਿੱਤਰ 1C) ਵਿੱਚ ਜ਼ੂਮ ਕਰਕੇ, ਅਸੀਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਜਾਲੀ ਦੇ ਫਰਿੰਜਾਂ ਦੀ ਇੱਕ ਵੱਡੀ ਮਾਤਰਾ ਨੂੰ ਦੇਖਿਆ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਜਾਲੀ ਦੀ ਦੂਰੀ 0.34 ਤੋਂ 0.41 nm ਦੀ ਰੇਂਜ ਵਿੱਚ ਹੈ। ਇਹ ਮਾਪ ਸੁਝਾਅ ਦਿੰਦੇ ਹਨ ਕਿ ਫਲੇਕਸ ਬੇਤਰਤੀਬੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਰੋਲ ਕੀਤੇ ਗਏ ਹਨ ਅਤੇ ਸੰਪੂਰਨ ਗ੍ਰਾਫਾਈਟ ਨਹੀਂ ਹਨ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ "ABAB" ਲੇਅਰ ਸਟੈਕਿੰਗ ਵਿੱਚ 0.34 nm ਦੀ ਜਾਲੀ ਦੀ ਦੂਰੀ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ 1D ਕਾਰਬਨ K-ਐਜ EEL ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਜਿੱਥੇ 285 eV 'ਤੇ ਸਿਖਰ π* ਔਰਬਿਟਲ ਤੋਂ ਉਤਪੰਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਦੂਜਾ 290 eV ਦੇ ਆਲੇ-ਦੁਆਲੇ σ* ਔਰਬਿਟਲ ਦੇ ਪਰਿਵਰਤਨ ਕਾਰਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਦੇਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ ਕਿ ਇਸ ਢਾਂਚੇ ਵਿੱਚ sp2 ਬੰਧਨ ਹਾਵੀ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਇਹ ਪੁਸ਼ਟੀ ਕਰਦਾ ਹੈ ਕਿ ਸਕ੍ਰੌਲ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਗ੍ਰਾਫਿਕ ਹਨ।
ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ ਅਤੇ ਐਟੋਮਿਕ ਫੋਰਸ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ (AFM) ਚਿੱਤਰ MGGs (ਚਿੱਤਰ 1, E ਤੋਂ G, ਅਤੇ ਚਿੱਤਰ S1 ਅਤੇ S2) ਵਿੱਚ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੈਨੋਸਕ੍ਰੌਲ ਦੀ ਵੰਡ ਬਾਰੇ ਸਮਝ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਸਕ੍ਰੌਲ ਸਤ੍ਹਾ ਉੱਤੇ ਬੇਤਰਤੀਬੇ ਢੰਗ ਨਾਲ ਵੰਡੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਇਨ-ਪਲੇਨ ਘਣਤਾ ਸਟੈਕਡ ਲੇਅਰਾਂ ਦੀ ਗਿਣਤੀ ਦੇ ਅਨੁਪਾਤ ਵਿੱਚ ਵਧਦੀ ਹੈ। ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਸਕ੍ਰੌਲ ਗੰਢਾਂ ਵਿੱਚ ਉਲਝੇ ਹੋਏ ਹਨ ਅਤੇ 10 ਤੋਂ 100 nm ਦੀ ਰੇਂਜ ਵਿੱਚ ਗੈਰ-ਯੂਨੀਫਾਰਮ ਉਚਾਈ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਉਹ 1 ਤੋਂ 20 μm ਲੰਬੇ ਅਤੇ 0.1 ਤੋਂ 1 μm ਚੌੜੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਫਲੇਕਸ ਦੇ ਆਕਾਰ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 1 (H ਅਤੇ I) ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਦੇ ਆਕਾਰ ਝੁਰੜੀਆਂ ਨਾਲੋਂ ਕਾਫ਼ੀ ਵੱਡੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਲੇਅਰਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਇੱਕ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਮੋਟਾ ਇੰਟਰਫੇਸ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਮਾਪਣ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਫੋਟੋਲਿਥੋਗ੍ਰਾਫੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ 300-μm-ਚੌੜਾਈ ਅਤੇ 2000-μm-ਲੰਬੀਆਂ ਪੱਟੀਆਂ ਵਿੱਚ ਸਕ੍ਰੌਲ ਸਟ੍ਰਕਚਰ ਅਤੇ ਲੇਅਰ ਸਟੈਕਿੰਗ ਦੇ ਨਾਲ ਜਾਂ ਬਿਨਾਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਫਿਲਮਾਂ ਦਾ ਪੈਟਰਨ ਬਣਾਇਆ। ਸਟ੍ਰੇਨ ਦੇ ਫੰਕਸ਼ਨ ਵਜੋਂ ਦੋ-ਪੜਤਾਲ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਨੂੰ ਵਾਤਾਵਰਣ ਦੀਆਂ ਸਥਿਤੀਆਂ ਵਿੱਚ ਮਾਪਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਨੇ ਮੋਨੋਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਲਈ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧਕਤਾ ਨੂੰ 80% ਘਟਾ ਦਿੱਤਾ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਸੰਚਾਰ ਵਿੱਚ ਸਿਰਫ 2.2% ਦੀ ਕਮੀ ਆਈ (ਚਿੱਤਰ S4)। ਇਹ ਪੁਸ਼ਟੀ ਕਰਦਾ ਹੈ ਕਿ ਨੈਨੋਸਕ੍ਰੌਲ, ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਦੀ 5 × 107 A/cm2 (38, 39) ਤੱਕ ਉੱਚ ਕਰੰਟ ਘਣਤਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, MGGs ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਬਹੁਤ ਹੀ ਸਕਾਰਾਤਮਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਯੋਗਦਾਨ ਪਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਸਾਰੇ ਮੋਨੋ-, ਬਾਈ-, ਅਤੇ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ ਪਲੇਨ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਅਤੇ MGGs ਵਿੱਚੋਂ, ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ 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-ਪੜਤਾਲ ਸ਼ੀਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ (ਚਿੱਤਰ S5) ਨੂੰ ਵੀ ਮਾਪਿਆ ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਨੂੰ ਚਿੱਤਰ 2A ਵਿੱਚ 550 nm (ਚਿੱਤਰ S6) 'ਤੇ ਸੰਚਾਰ ਦੇ ਫੰਕਸ਼ਨ ਵਜੋਂ ਸੂਚੀਬੱਧ ਕੀਤਾ। MGG ਨਕਲੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਟੈਕਡ ਮਲਟੀਲੇਅਰ ਪਲੇਨ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਅਤੇ ਘਟੇ ਹੋਏ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਆਕਸਾਈਡ (RGO) (6, 8, 18) ਨਾਲੋਂ ਤੁਲਨਾਤਮਕ ਜਾਂ ਉੱਚ ਚਾਲਕਤਾ ਅਤੇ ਪਾਰਦਰਸ਼ਤਾ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਧਿਆਨ ਦਿਓ ਕਿ ਸਾਹਿਤ ਤੋਂ ਨਕਲੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਟੈਕਡ ਮਲਟੀਲੇਅਰ ਪਲੇਨ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੇ ਸ਼ੀਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਸਾਡੇ MGG ਨਾਲੋਂ ਥੋੜ੍ਹਾ ਵੱਧ ਹਨ, ਸ਼ਾਇਦ ਉਹਨਾਂ ਦੀਆਂ ਗੈਰ-ਅਨੁਕੂਲਿਤ ਵਿਕਾਸ ਸਥਿਤੀਆਂ ਅਤੇ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਵਿਧੀ ਦੇ ਕਾਰਨ।
(ਏ) ਕਈ ਕਿਸਮਾਂ ਦੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਲਈ 550 nm 'ਤੇ ਚਾਰ-ਪ੍ਰੋਬ ਸ਼ੀਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਬਨਾਮ ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਟੈਂਸ, ਜਿੱਥੇ ਕਾਲੇ ਵਰਗ ਮੋਨੋ-, ਬਾਈ-, ਅਤੇ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ MGGs ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ; ਲਾਲ ਚੱਕਰ ਅਤੇ ਨੀਲੇ ਤਿਕੋਣ ਕ੍ਰਮਵਾਰ Li et al. (6) ਅਤੇ Kim et al. (8) ਦੇ ਅਧਿਐਨਾਂ ਤੋਂ Cu ਅਤੇ Ni 'ਤੇ ਉਗਾਏ ਗਏ ਬਹੁ-ਪਰਤ ਪਲੇਨ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ ਬਾਅਦ ਵਿੱਚ SiO2/Si ਜਾਂ ਕੁਆਰਟਜ਼ 'ਤੇ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕੀਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ; ਅਤੇ ਹਰੇ ਤਿਕੋਣ ਬੋਨਾਕੋਰਸੋ et al. (18) ਦੇ ਅਧਿਐਨ ਤੋਂ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਘਟਾਉਣ ਵਾਲੀਆਂ ਡਿਗਰੀਆਂ 'ਤੇ RGO ਲਈ ਮੁੱਲ ਹਨ। (ਬੀ ਅਤੇ ਸੀ) ਮੋਨੋ-, ਬਾਈ- ਅਤੇ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ MGGs ਅਤੇ G ਦਾ ਮੌਜੂਦਾ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਲੰਬਕਾਰੀ (B) ਅਤੇ ਸਮਾਨਾਂਤਰ (C) ਸਟ੍ਰੇਨ ਦੇ ਫੰਕਸ਼ਨ ਵਜੋਂ ਸਧਾਰਣ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਤਬਦੀਲੀ। (ਡੀ) ਚੱਕਰੀ ਸਟ੍ਰੇਨ ਦੇ ਅਧੀਨ ਬਾਇਲੇਅਰ G (ਲਾਲ) ਅਤੇ MGG (ਕਾਲਾ) ਦਾ ਸਧਾਰਣ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਤਬਦੀਲੀ 50% ਲੰਬਕਾਰੀ ਸਟ੍ਰੇਨ ਤੱਕ ਲੋਡ ਹੋ ਰਹੀ ਹੈ। (ਈ) ਚੱਕਰੀ ਸਟ੍ਰੇਨ ਦੇ ਅਧੀਨ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ G (ਲਾਲ) ਅਤੇ MGG (ਕਾਲਾ) ਦਾ ਸਧਾਰਣ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਤਬਦੀਲੀ 90% ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਸਟ੍ਰੇਨ ਤੱਕ ਲੋਡ ਹੋ ਰਹੀ ਹੈ। (F) ਸਟ੍ਰੇਨ ਦੇ ਫੰਕਸ਼ਨ ਵਜੋਂ ਮੋਨੋ-, ਬਾਈ- ਅਤੇ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ G ਅਤੇ ਬਾਈ- ਅਤੇ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ MGGs ਦਾ ਸਧਾਰਣ ਕੈਪੈਸੀਟੈਂਸ ਬਦਲਾਅ। ਇਨਸੈੱਟ ਕੈਪੇਸੀਟਰ ਬਣਤਰ ਹੈ, ਜਿੱਥੇ ਪੋਲੀਮਰ ਸਬਸਟਰੇਟ SEBS ਹੈ ਅਤੇ ਪੋਲੀਮਰ ਡਾਈਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਪਰਤ 2-μm-ਮੋਟੀ SEBS ਹੈ।
MGG ਦੇ ਸਟ੍ਰੇਨ-ਨਿਰਭਰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਦਾ ਮੁਲਾਂਕਣ ਕਰਨ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੂੰ ਥਰਮੋਪਲਾਸਟਿਕ ਇਲਾਸਟੋਮਰ ਸਟਾਇਰੀਨ-ਐਥੀਲੀਨ-ਬਿਊਟਾਡੀਨ-ਸਟਾਇਰੀਨ (SEBS) ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ (~2 ਸੈਂਟੀਮੀਟਰ ਚੌੜੇ ਅਤੇ ~5 ਸੈਂਟੀਮੀਟਰ ਲੰਬੇ) 'ਤੇ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕੀਤਾ, ਅਤੇ ਚਾਲਕਤਾ ਨੂੰ ਮਾਪਿਆ ਗਿਆ ਕਿਉਂਕਿ ਸਬਸਟਰੇਟ ਨੂੰ ਲੰਬਵਤ ਅਤੇ ਕਰੰਟ ਵਹਾਅ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਖਿੱਚਿਆ ਗਿਆ ਸੀ (ਸਮੱਗਰੀ ਅਤੇ ਵਿਧੀਆਂ ਵੇਖੋ) (ਚਿੱਤਰ 2, B ਅਤੇ C)। ਨੈਨੋਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਨੂੰ ਸ਼ਾਮਲ ਕਰਨ ਅਤੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਪਰਤਾਂ ਦੀ ਵਧਦੀ ਗਿਣਤੀ ਨਾਲ ਸਟ੍ਰੇਨ-ਨਿਰਭਰ ਬਿਜਲਈ ਵਿਵਹਾਰ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਹੋਇਆ। ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਜਦੋਂ ਸਟ੍ਰੇਨ ਕਰੰਟ ਵਹਾਅ ਦੇ ਲੰਬਵਤ ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਮੋਨੋਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਲਈ, ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਦੇ ਜੋੜ ਨੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਟੁੱਟਣ 'ਤੇ ਸਟ੍ਰੇਨ ਨੂੰ 5 ਤੋਂ 70% ਤੱਕ ਵਧਾ ਦਿੱਤਾ। ਮੋਨੋਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀ ਸਟ੍ਰੇਨ ਸਹਿਣਸ਼ੀਲਤਾ ਵਿੱਚ ਵੀ ਕਾਫ਼ੀ ਸੁਧਾਰ ਹੋਇਆ ਹੈ। ਨੈਨੋਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਦੇ ਨਾਲ, 100% ਲੰਬਵਤ ਸਟ੍ਰੇਨ 'ਤੇ, ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ MGG ਢਾਂਚੇ ਦਾ ਵਿਰੋਧ ਸਿਰਫ 50% ਵਧਿਆ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਤੋਂ ਬਿਨਾਂ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਲਈ 300% ਦਾ ਵਾਧਾ ਹੋਇਆ। ਚੱਕਰੀ ਸਟ੍ਰੇਨ ਲੋਡ ਦੇ ਅਧੀਨ ਵਿਰੋਧ ਤਬਦੀਲੀ ਦੀ ਜਾਂਚ ਕੀਤੀ ਗਈ। ਤੁਲਨਾ ਲਈ (ਚਿੱਤਰ 2D), ਇੱਕ ਪਲੇਨ ਬਾਇਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਫਿਲਮ ਦੇ ਰੋਧਕ ~700 ਚੱਕਰਾਂ ਤੋਂ ਬਾਅਦ 50% ਲੰਬਕਾਰੀ ਸਟ੍ਰੇਨ 'ਤੇ ਲਗਭਗ 7.5 ਗੁਣਾ ਵਧੇ ਅਤੇ ਹਰੇਕ ਚੱਕਰ ਵਿੱਚ ਸਟ੍ਰੇਨ ਦੇ ਨਾਲ ਵਧਦੇ ਰਹੇ। ਦੂਜੇ ਪਾਸੇ, ਇੱਕ ਬਾਇਲੇਅਰ MGG ਦਾ ਰੋਧਕ ~700 ਚੱਕਰਾਂ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਸਿਰਫ 2.5 ਗੁਣਾ ਵਧਿਆ। ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਨਾਲ 90% ਤੱਕ ਸਟ੍ਰੇਨ ਲਗਾਉਣ ਨਾਲ, ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦਾ ਰੋਧਕ 1000 ਚੱਕਰਾਂ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ~100 ਗੁਣਾ ਵਧਿਆ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਇਹ ਇੱਕ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ MGG ਵਿੱਚ ਸਿਰਫ ~8 ਗੁਣਾ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ 2E)। ਸਾਈਕਲਿੰਗ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਚਿੱਤਰ S7 ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਏ ਗਏ ਹਨ। ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਸਟ੍ਰੇਨ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਨਾਲ ਰੋਧਕ ਵਿੱਚ ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਤੇਜ਼ ਵਾਧਾ ਇਸ ਲਈ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ ਦਰਾਰਾਂ ਦੀ ਸਥਿਤੀ ਮੌਜੂਦਾ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦੀ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਲੰਬਕਾਰੀ ਹੈ। ਲੋਡਿੰਗ ਅਤੇ ਅਨਲੋਡਿੰਗ ਸਟ੍ਰੇਨ ਦੌਰਾਨ ਰੋਧਕ ਦਾ ਭਟਕਣਾ SEBS ਇਲਾਸਟੋਮਰ ਸਬਸਟਰੇਟ ਦੀ ਵਿਸਕੋਇਲਾਸਟਿਕ ਰਿਕਵਰੀ ਦੇ ਕਾਰਨ ਹੈ। ਸਾਈਕਲਿੰਗ ਦੌਰਾਨ MGG ਸਟ੍ਰਿਪਸ ਦਾ ਵਧੇਰੇ ਸਥਿਰ ਵਿਰੋਧ ਵੱਡੇ ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਦੀ ਮੌਜੂਦਗੀ ਕਾਰਨ ਹੁੰਦਾ ਹੈ ਜੋ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੇ ਤਿੜਕੇ ਹਿੱਸਿਆਂ ਨੂੰ ਪੁਲ ਸਕਦੇ ਹਨ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ AFM ਦੁਆਰਾ ਦੇਖਿਆ ਗਿਆ ਹੈ), ਇੱਕ ਪਰਕੋਲੇਟਿੰਗ ਮਾਰਗ ਨੂੰ ਬਣਾਈ ਰੱਖਣ ਵਿੱਚ ਮਦਦ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਇੱਕ ਪਰਕੋਲੇਟਿੰਗ ਮਾਰਗ ਦੁਆਰਾ ਚਾਲਕਤਾ ਬਣਾਈ ਰੱਖਣ ਦੀ ਇਹ ਘਟਨਾ ਪਹਿਲਾਂ ਵੀ ਇਲਾਸਟੋਮਰ ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ (40, 41) 'ਤੇ ਤਿੜਕੀ ਹੋਈ ਧਾਤ ਜਾਂ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਫਿਲਮਾਂ ਲਈ ਰਿਪੋਰਟ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ।
ਇਹਨਾਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਫਿਲਮਾਂ ਦਾ ਮੁਲਾਂਕਣ ਸਟ੍ਰੈਚਬਲ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਵਿੱਚ ਗੇਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਕਰਨ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਪਰਤ ਨੂੰ ਇੱਕ SEBS ਡਾਈਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਪਰਤ (2 μm ਮੋਟੀ) ਨਾਲ ਕਵਰ ਕੀਤਾ ਅਤੇ ਸਟ੍ਰੈਚ ਦੇ ਫੰਕਸ਼ਨ ਵਜੋਂ ਡਾਈਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਕੈਪੈਸੀਟੈਂਸ ਤਬਦੀਲੀ ਦੀ ਨਿਗਰਾਨੀ ਕੀਤੀ (ਵੇਰਵਿਆਂ ਲਈ ਚਿੱਤਰ 2F ਅਤੇ ਪੂਰਕ ਸਮੱਗਰੀ ਵੇਖੋ)। ਅਸੀਂ ਦੇਖਿਆ ਕਿ ਪਲੇਨ ਮੋਨੋਲੇਅਰ ਅਤੇ ਬਾਇਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ ਵਾਲੇ ਕੈਪੈਸੀਟੈਂਸ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਘੱਟ ਗਏ ਕਿਉਂਕਿ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀ ਇਨ-ਪਲੇਨ ਚਾਲਕਤਾ ਦਾ ਨੁਕਸਾਨ ਹੋਇਆ। ਇਸਦੇ ਉਲਟ, MGGs ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਪਲੇਨ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੁਆਰਾ ਗੇਟ ਕੀਤੇ ਕੈਪੈਸੀਟੈਂਸ ਨੇ ਸਟ੍ਰੈਚ ਦੇ ਨਾਲ ਕੈਪੈਸੀਟੈਂਸ ਵਿੱਚ ਵਾਧਾ ਦਿਖਾਇਆ, ਜੋ ਕਿ ਸਟ੍ਰੈਚ ਦੇ ਨਾਲ ਡਾਈਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਮੋਟਾਈ ਵਿੱਚ ਕਮੀ ਦੇ ਕਾਰਨ ਉਮੀਦ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਕੈਪੈਸੀਟੈਂਸ ਵਿੱਚ ਅਨੁਮਾਨਿਤ ਵਾਧਾ MGG ਢਾਂਚੇ (ਚਿੱਤਰ S8) ਨਾਲ ਬਹੁਤ ਵਧੀਆ ਮੇਲ ਖਾਂਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ MGG ਸਟ੍ਰੈਚਬਲ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰਾਂ ਲਈ ਇੱਕ ਗੇਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਢੁਕਵਾਂ ਹੈ।
1D ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਕ੍ਰੌਲ ਦੀ ਬਿਜਲਈ ਚਾਲਕਤਾ ਦੀ ਸਟ੍ਰੇਨ ਸਹਿਣਸ਼ੀਲਤਾ 'ਤੇ ਭੂਮਿਕਾ ਦੀ ਹੋਰ ਜਾਂਚ ਕਰਨ ਅਤੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਪਰਤਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਵਿਛੋੜੇ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਢੰਗ ਨਾਲ ਕੰਟਰੋਲ ਕਰਨ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਨੂੰ ਬਦਲਣ ਲਈ ਸਪਰੇਅ-ਕੋਟੇਡ CNTs ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ (ਪੂਰਕ ਸਮੱਗਰੀ ਵੇਖੋ)। MGG ਬਣਤਰਾਂ ਦੀ ਨਕਲ ਕਰਨ ਲਈ, ਅਸੀਂ CNTs ਦੀਆਂ ਤਿੰਨ ਘਣਤਾਵਾਂ (ਭਾਵ, CNT1) ਜਮ੍ਹਾ ਕੀਤੀਆਂ।
(A ਤੋਂ C) CNTs ਦੀਆਂ ਤਿੰਨ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਘਣਤਾਵਾਂ ਦੀਆਂ AFM ਤਸਵੀਰਾਂ (CNT1
ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ ਲਈ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ ਦੇ ਰੂਪਾਂ ਵਿੱਚ ਉਹਨਾਂ ਦੀ ਸਮਰੱਥਾ ਨੂੰ ਹੋਰ ਸਮਝਣ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਸਟ੍ਰੈਚ ਅਧੀਨ MGG ਅਤੇ G-CNT-G ਦੇ ਰੂਪ ਵਿਗਿਆਨ ਦੀ ਯੋਜਨਾਬੱਧ ਢੰਗ ਨਾਲ ਜਾਂਚ ਕੀਤੀ। ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ ਅਤੇ ਸਕੈਨਿੰਗ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ (SEM) ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾ ਵਿਧੀਆਂ ਨਹੀਂ ਹਨ ਕਿਉਂਕਿ ਦੋਵਾਂ ਵਿੱਚ ਰੰਗ ਵਿਪਰੀਤਤਾ ਦੀ ਘਾਟ ਹੈ ਅਤੇ SEM ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਸਕੈਨਿੰਗ ਦੌਰਾਨ ਚਿੱਤਰ ਕਲਾਤਮਕ ਚੀਜ਼ਾਂ ਦੇ ਅਧੀਨ ਹੈ ਜਦੋਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਪੋਲੀਮਰ ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ 'ਤੇ ਹੁੰਦਾ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ S9 ਅਤੇ S10)। ਸਟ੍ਰੈਚ ਅਧੀਨ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਤਹ ਨੂੰ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ ਦੇਖਣ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਬਹੁਤ ਪਤਲੇ (~0.1 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਮੋਟੇ) ਅਤੇ ਲਚਕੀਲੇ SEBS ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ 'ਤੇ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕਰਨ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ MGGs ਅਤੇ ਪਲੇਨ ਗ੍ਰਾਫੀਨ 'ਤੇ AFM ਮਾਪ ਇਕੱਠੇ ਕੀਤੇ। ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੌਰਾਨ CVD ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਅਤੇ ਬਾਹਰੀ ਨੁਕਸਾਨ ਵਿੱਚ ਅੰਦਰੂਨੀ ਨੁਕਸ ਦੇ ਕਾਰਨ, ਸਟ੍ਰੈਚ ਕੀਤੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ 'ਤੇ ਚੀਰ ਲਾਜ਼ਮੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਪੈਦਾ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਅਤੇ ਵਧਦੇ ਸਟ੍ਰੈਚ ਦੇ ਨਾਲ, ਚੀਰ ਸੰਘਣੀ ਹੋ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ (ਚਿੱਤਰ 4, A ਤੋਂ D)। ਕਾਰਬਨ-ਅਧਾਰਤ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ ਦੀ ਸਟੈਕਿੰਗ ਬਣਤਰ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਚੀਰ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਰੂਪ ਵਿਗਿਆਨਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦੇ ਹਨ (ਚਿੱਤਰ S11) (27)। ਮਲਟੀਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀ ਦਰਾੜ ਖੇਤਰ ਘਣਤਾ (ਦਰਾੜ ਖੇਤਰ/ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਣ ਖੇਤਰ ਵਜੋਂ ਪਰਿਭਾਸ਼ਿਤ) ਸਟ੍ਰੇਨ ਤੋਂ ਬਾਅਦ ਮੋਨੋਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨਾਲੋਂ ਘੱਟ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ MGGs ਲਈ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਚਾਲਕਤਾ ਵਿੱਚ ਵਾਧੇ ਦੇ ਅਨੁਕੂਲ ਹੈ। ਦੂਜੇ ਪਾਸੇ, ਸਕ੍ਰੌਲ ਅਕਸਰ ਦਰਾੜਾਂ ਨੂੰ ਪੁਲ ਕਰਨ ਲਈ ਦੇਖੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਜੋ ਸਟ੍ਰੇਨਡ ਫਿਲਮ ਵਿੱਚ ਵਾਧੂ ਸੰਚਾਲਕ ਮਾਰਗ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਉਦਾਹਰਨ ਲਈ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 4B ਦੇ ਚਿੱਤਰ ਵਿੱਚ ਲੇਬਲ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ, ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ MGG ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਦਰਾੜ ਉੱਤੇ ਇੱਕ ਚੌੜਾ ਸਕ੍ਰੌਲ ਪਾਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ, ਪਰ ਪਲੇਨ ਗ੍ਰਾਫੀਨ (ਚਿੱਤਰ 4, E ਤੋਂ H) ਵਿੱਚ ਕੋਈ ਸਕ੍ਰੌਲ ਨਹੀਂ ਦੇਖਿਆ ਗਿਆ। ਇਸੇ ਤਰ੍ਹਾਂ, CNTs ਨੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ (ਚਿੱਤਰ S11) ਵਿੱਚ ਦਰਾੜਾਂ ਨੂੰ ਵੀ ਪੁਲ ਕੀਤਾ। ਦਰਾੜ ਖੇਤਰ ਘਣਤਾ, ਸਕ੍ਰੌਲ ਖੇਤਰ ਘਣਤਾ, ਅਤੇ ਫਿਲਮਾਂ ਦੀ ਖੁਰਦਰੀਤਾ ਚਿੱਤਰ 4K ਵਿੱਚ ਸੰਖੇਪ ਵਿੱਚ ਦਿੱਤੀ ਗਈ ਹੈ।
(A ਤੋਂ H) 0, 20, 60, ਅਤੇ 100% ਸਟ੍ਰੇਨ 'ਤੇ ਇੱਕ ਬਹੁਤ ਹੀ ਪਤਲੇ SEBS (~0.1 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਮੋਟੇ) ਇਲਾਸਟੋਮਰ 'ਤੇ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ G/G ਸਕ੍ਰੌਲ (A ਤੋਂ D) ਅਤੇ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ G ਸਟ੍ਰਕਚਰ (E ਤੋਂ H) ਦੇ ਇਨ ਸੀਟੂ AFM ਚਿੱਤਰ। ਪ੍ਰਤੀਨਿਧੀ ਦਰਾਰਾਂ ਅਤੇ ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਨੂੰ ਤੀਰਾਂ ਨਾਲ ਇਸ਼ਾਰਾ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ। ਸਾਰੇ AFM ਚਿੱਤਰ 15 μm × 15 μm ਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਹਨ, ਲੇਬਲ ਕੀਤੇ ਗਏ ਉਸੇ ਰੰਗ ਸਕੇਲ ਬਾਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ। (I) SEBS ਸਬਸਟਰੇਟ 'ਤੇ ਪੈਟਰਨਡ ਮੋਨੋਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ ਦੀ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਜਿਓਮੈਟਰੀ। (J) 20% ਬਾਹਰੀ ਸਟ੍ਰੇਨ 'ਤੇ ਮੋਨੋਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਅਤੇ SEBS ਸਬਸਟਰੇਟ ਵਿੱਚ ਵੱਧ ਤੋਂ ਵੱਧ ਪ੍ਰਿੰਸੀਪਲ ਲਘੂਗਣਕ ਸਟ੍ਰੇਨ ਦਾ ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਕੰਟੂਰ ਨਕਸ਼ਾ। (K) ਵੱਖ-ਵੱਖ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਢਾਂਚਿਆਂ ਲਈ ਦਰਾੜ ਖੇਤਰ ਘਣਤਾ (ਲਾਲ ਕਾਲਮ), ਸਕ੍ਰੌਲ ਖੇਤਰ ਘਣਤਾ (ਪੀਲਾ ਕਾਲਮ), ਅਤੇ ਸਤਹ ਖੁਰਦਰਾਪਨ (ਨੀਲਾ ਕਾਲਮ) ਦੀ ਤੁਲਨਾ।
ਜਦੋਂ MGG ਫਿਲਮਾਂ ਨੂੰ ਖਿੱਚਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਇੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਵਾਧੂ ਵਿਧੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ ਜਿਸ ਨਾਲ ਸਕ੍ਰੌਲ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੇ ਫਟਦੇ ਖੇਤਰਾਂ ਨੂੰ ਪੁਲ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਇੱਕ ਪਰਕੋਲੇਟਿੰਗ ਨੈੱਟਵਰਕ ਨੂੰ ਬਣਾਈ ਰੱਖਦੇ ਹਨ। ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਕ੍ਰੌਲ ਵਾਅਦਾ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਹਨ ਕਿਉਂਕਿ ਉਹ ਲੰਬਾਈ ਵਿੱਚ ਦਸਾਂ ਮਾਈਕ੍ਰੋਮੀਟਰ ਹੋ ਸਕਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਇਸ ਲਈ ਉਹਨਾਂ ਦਰਾਰਾਂ ਨੂੰ ਪੁਲ ਕਰਨ ਦੇ ਯੋਗ ਹਨ ਜੋ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਮਾਈਕ੍ਰੋਮੀਟਰ ਸਕੇਲ ਤੱਕ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਕਿਉਂਕਿ ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਵਿੱਚ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀਆਂ ਬਹੁ-ਪਰਤਾਂ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ, ਇਸ ਲਈ ਉਹਨਾਂ ਵਿੱਚ ਘੱਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਹੋਣ ਦੀ ਉਮੀਦ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਤੁਲਨਾ ਵਿੱਚ, ਤੁਲਨਾਤਮਕ ਸੰਚਾਲਕ ਬ੍ਰਿਜਿੰਗ ਸਮਰੱਥਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਨ ਲਈ ਮੁਕਾਬਲਤਨ ਸੰਘਣੇ (ਘੱਟ ਸੰਚਾਰ) CNT ਨੈੱਟਵਰਕਾਂ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਕਿਉਂਕਿ CNT ਛੋਟੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ (ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਲੰਬਾਈ ਵਿੱਚ ਕੁਝ ਮਾਈਕ੍ਰੋਮੀਟਰ) ਅਤੇ ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਨਾਲੋਂ ਘੱਟ ਸੰਚਾਲਕ। ਦੂਜੇ ਪਾਸੇ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ S12 ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਸਟ੍ਰੇਨ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਕਰਨ ਲਈ ਸਟ੍ਰੈਚਿੰਗ ਦੌਰਾਨ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਕ੍ਰੈਕ ਹੋ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਸਕ੍ਰੌਲ ਕ੍ਰੈਕ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੇ, ਇਹ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਬਾਅਦ ਵਾਲਾ ਅੰਡਰਲਾਈੰਗ ਗ੍ਰਾਫੀਨ 'ਤੇ ਖਿਸਕ ਰਿਹਾ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਇਹਨਾਂ ਦੇ ਕ੍ਰੈਕ ਨਾ ਹੋਣ ਦਾ ਕਾਰਨ ਸੰਭਾਵਤ ਤੌਰ 'ਤੇ ਰੋਲਡ-ਅੱਪ ਬਣਤਰ ਹੈ, ਜੋ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀਆਂ ਕਈ ਪਰਤਾਂ (~1 ਤੋਂ 2 0 μm ਲੰਬਾ, ~0.1 ਤੋਂ 1 μm ਚੌੜਾ, ਅਤੇ ~10 ਤੋਂ 100 nm ਉੱਚਾ) ਤੋਂ ਬਣਿਆ ਹੈ, ਜਿਸਦਾ ਸਿੰਗਲ-ਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨਾਲੋਂ ਉੱਚ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਮਾਡਿਊਲਸ ਹੈ। ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਗ੍ਰੀਨ ਅਤੇ ਹਰਸਮ (42) ਦੁਆਰਾ ਰਿਪੋਰਟ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ, ਧਾਤੂ CNT ਨੈੱਟਵਰਕ (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 ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਦੀ ਚੌੜਾਈ 0.1 ਤੋਂ 1 μm ਹੈ ਅਤੇ G/G ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਵਿੱਚ CNTs ਨਾਲੋਂ ਬਹੁਤ ਵੱਡੇ ਸੰਪਰਕ ਖੇਤਰ ਹਨ, ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਅਤੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਸੰਪਰਕ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਅਤੇ ਸੰਪਰਕ ਖੇਤਰ ਉੱਚ ਚਾਲਕਤਾ ਬਣਾਈ ਰੱਖਣ ਲਈ ਸੀਮਤ ਕਾਰਕ ਨਹੀਂ ਹੋਣੇ ਚਾਹੀਦੇ।
ਗ੍ਰੇਫੀਨ ਵਿੱਚ SEBS ਸਬਸਟਰੇਟ ਨਾਲੋਂ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਮਾਡਿਊਲਸ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ ਗ੍ਰੇਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੀ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਮੋਟਾਈ ਸਬਸਟਰੇਟ ਨਾਲੋਂ ਬਹੁਤ ਘੱਟ ਹੈ, ਗ੍ਰੇਫੀਨ ਦੀ ਕਠੋਰਤਾ ਇਸਦੀ ਮੋਟਾਈ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਸਬਸਟਰੇਟ (43, 44) ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਹੈ, ਜਿਸਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਇੱਕ ਮੱਧਮ ਸਖ਼ਤ-ਟਾਪੂ ਪ੍ਰਭਾਵ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਅਸੀਂ ਇੱਕ SEBS ਸਬਸਟਰੇਟ 'ਤੇ 1-nm-ਮੋਟੀ ਗ੍ਰੇਫੀਨ ਦੇ ਵਿਕਾਰ ਨੂੰ ਸਿਮੂਲੇਟ ਕੀਤਾ (ਵੇਰਵਿਆਂ ਲਈ ਪੂਰਕ ਸਮੱਗਰੀ ਵੇਖੋ)। ਸਿਮੂਲੇਸ਼ਨ ਨਤੀਜਿਆਂ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ, ਜਦੋਂ 20% ਸਟ੍ਰੇਨ SEBS ਸਬਸਟਰੇਟ 'ਤੇ ਬਾਹਰੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਗ੍ਰੇਫੀਨ ਵਿੱਚ ਔਸਤ ਸਟ੍ਰੇਨ ~6.6% (ਚਿੱਤਰ 4J ਅਤੇ ਚਿੱਤਰ S13D) ਹੁੰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਪ੍ਰਯੋਗਾਤਮਕ ਨਿਰੀਖਣਾਂ ਦੇ ਅਨੁਕੂਲ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ S13 ਵੇਖੋ)। ਅਸੀਂ ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ ਪੈਟਰਨ ਵਾਲੇ ਗ੍ਰੇਫੀਨ ਅਤੇ ਸਬਸਟਰੇਟ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਸਟ੍ਰੇਨ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਕੀਤੀ ਅਤੇ ਸਬਸਟਰੇਟ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਸਟ੍ਰੇਨ ਨੂੰ ਗ੍ਰੇਫੀਨ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਸਟ੍ਰੇਨ ਤੋਂ ਘੱਟੋ ਘੱਟ ਦੁੱਗਣਾ ਪਾਇਆ। ਇਹ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਗ੍ਰੇਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਪੈਟਰਨਾਂ 'ਤੇ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸਟ੍ਰੇਨ ਕਾਫ਼ੀ ਹੱਦ ਤੱਕ ਸੀਮਤ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ, SEBS ਦੇ ਉੱਪਰ ਗ੍ਰੇਫੀਨ ਸਖ਼ਤ ਟਾਪੂ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ (26, 43, 44)।
ਇਸ ਲਈ, ਉੱਚ ਦਬਾਅ ਹੇਠ ਉੱਚ ਚਾਲਕਤਾ ਬਣਾਈ ਰੱਖਣ ਲਈ MGG ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ 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/ਈਲਾਸਟੋਮਰ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਉੱਤੇ ਖਿਸਕ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਜਿਸਦੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ 'ਤੇ ਦਬਾਅ ਘੱਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਲਾਸਟੋਮਰ 'ਤੇ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕੀਤੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੀਆਂ ਕਈ ਪਰਤਾਂ ਲਈ, ਪਰਤਾਂ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਨਾਲ ਮਜ਼ਬੂਤੀ ਨਾਲ ਜੁੜੀਆਂ ਨਹੀਂ ਹੁੰਦੀਆਂ, ਜੋ ਕਿ ਦਬਾਅ ਦੇ ਜਵਾਬ ਵਿੱਚ ਖਿਸਕ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ (27)। ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਨੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਪਰਤਾਂ ਦੀ ਖੁਰਦਰੀ ਨੂੰ ਵੀ ਵਧਾਇਆ, ਜੋ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਪਰਤਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਵਿਛੋੜੇ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਵਿੱਚ ਮਦਦ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਇਸ ਲਈ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਪਰਤਾਂ ਦੀ ਸਲਾਈਡਿੰਗ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ।
ਘੱਟ ਲਾਗਤ ਅਤੇ ਉੱਚ ਥਰੂਪੁੱਟ ਦੇ ਕਾਰਨ ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਨੂੰ ਉਤਸ਼ਾਹ ਨਾਲ ਅਪਣਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਸਾਡੇ ਮਾਮਲੇ ਵਿੱਚ, ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰਾਂ ਨੂੰ ਇੱਕ ਹੇਠਲੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਗੇਟ, ਇੱਕ ਚੋਟੀ ਦੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਰੋਤ/ਡਰੇਨ ਸੰਪਰਕ, ਇੱਕ ਕ੍ਰਮਬੱਧ CNT ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ, ਅਤੇ SEBS ਨੂੰ ਇੱਕ ਡਾਈਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ (ਚਿੱਤਰ 5A) ਵਜੋਂ ਵਰਤ ਕੇ ਬਣਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 5B ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਸਰੋਤ/ਡਰੇਨ ਅਤੇ ਗੇਟ (ਹੇਠਲਾ ਡਿਵਾਈਸ) ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ CNTs ਵਾਲਾ ਇੱਕ ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਡਿਵਾਈਸ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ (ਚਿੱਤਰ S4) ਵਾਲੇ ਡਿਵਾਈਸ ਨਾਲੋਂ ਵਧੇਰੇ ਧੁੰਦਲਾ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। ਇਹ ਇਸ ਲਈ ਹੈ ਕਿਉਂਕਿ CNT ਨੈੱਟਵਰਕਾਂ ਨੂੰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ (ਚਿੱਤਰ S4) ਦੇ ਸਮਾਨ ਸ਼ੀਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਵੱਡੀ ਮੋਟਾਈ ਅਤੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਘੱਟ ਆਪਟੀਕਲ ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਟੈਂਸ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਚਿੱਤਰ 5 (C ਅਤੇ D) ਬਾਇਲੇਅਰ MGG ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ ਨਾਲ ਬਣੇ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਲਈ ਸਟ੍ਰੇਨ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਪ੍ਰਤੀਨਿਧੀ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਅਤੇ ਆਉਟਪੁੱਟ ਕਰਵ ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਅਨਸਟ੍ਰੇਨਡ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਦੀ ਚੈਨਲ ਚੌੜਾਈ ਅਤੇ ਲੰਬਾਈ ਕ੍ਰਮਵਾਰ 800 ਅਤੇ 100 μm ਸੀ। ਮਾਪਿਆ ਗਿਆ ਚਾਲੂ/ਬੰਦ ਅਨੁਪਾਤ ਕ੍ਰਮਵਾਰ 10−5 ਅਤੇ 10−8 A ਦੇ ਪੱਧਰਾਂ 'ਤੇ ਚਾਲੂ ਅਤੇ ਬੰਦ ਕਰੰਟਾਂ ਦੇ ਨਾਲ 103 ਤੋਂ ਵੱਧ ਹੈ। ਆਉਟਪੁੱਟ ਕਰਵ ਸਪੱਸ਼ਟ ਗੇਟ-ਵੋਲਟੇਜ ਨਿਰਭਰਤਾ ਦੇ ਨਾਲ ਆਦਰਸ਼ ਰੇਖਿਕ ਅਤੇ ਸੰਤ੍ਰਿਪਤਾ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ CNTs ਅਤੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਆਦਰਸ਼ ਸੰਪਰਕ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ (45)। ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡਾਂ ਨਾਲ ਸੰਪਰਕ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਵਾਸ਼ਪੀਕਰਨ ਵਾਲੀ Au ਫਿਲਮ ਨਾਲੋਂ ਘੱਟ ਦੇਖਿਆ ਗਿਆ ਸੀ (ਚਿੱਤਰ S14 ਵੇਖੋ)। ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਦੀ ਸੰਤ੍ਰਿਪਤਾ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ ਲਗਭਗ 5.6 cm2/Vs ਹੈ, ਜੋ ਕਿ 300-nm SiO2 ਨੂੰ ਇੱਕ ਡਾਈਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਪਰਤ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਸਖ਼ਤ Si ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ 'ਤੇ ਉਸੇ ਪੋਲੀਮਰ-ਕ੍ਰਮਬੱਧ CNT ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰਾਂ ਦੇ ਸਮਾਨ ਹੈ। ਅਨੁਕੂਲਿਤ ਟਿਊਬ ਘਣਤਾ ਅਤੇ ਹੋਰ ਕਿਸਮਾਂ ਦੀਆਂ ਟਿਊਬਾਂ ਨਾਲ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ ਵਿੱਚ ਹੋਰ ਸੁਧਾਰ ਸੰਭਵ ਹੈ (46)।
(ਏ) ਗ੍ਰਾਫੀਨ-ਅਧਾਰਤ ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਦੀ ਸਕੀਮ। SWNTs, ਸਿੰਗਲ-ਵਾਲਡ ਕਾਰਬਨ ਨੈਨੋਟਿਊਬ। (ਬੀ) ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ (ਉੱਪਰ) ਅਤੇ CNT ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ (ਹੇਠਾਂ) ਤੋਂ ਬਣੇ ਸਟ੍ਰੈਚੇਬਲ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰਾਂ ਦੀ ਫੋਟੋ। ਪਾਰਦਰਸ਼ਤਾ ਵਿੱਚ ਅੰਤਰ ਸਪੱਸ਼ਟ ਤੌਰ 'ਤੇ ਧਿਆਨ ਦੇਣ ਯੋਗ ਹੈ। (ਸੀ ਅਤੇ ਡੀ) ਸਟ੍ਰੇਨ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ SEBS 'ਤੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ-ਅਧਾਰਤ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਦੇ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਅਤੇ ਆਉਟਪੁੱਟ ਕਰਵ। (ਈ ਅਤੇ ਐਫ) ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸਟ੍ਰੇਨ 'ਤੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ-ਅਧਾਰਤ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਦੀ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕਰਵ, ਚਾਲੂ ਅਤੇ ਬੰਦ ਕਰੰਟ, ਚਾਲੂ/ਬੰਦ ਅਨੁਪਾਤ, ਅਤੇ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ।
ਜਦੋਂ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ, ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਡਿਵਾਈਸ ਨੂੰ ਚਾਰਜ ਟ੍ਰਾਂਸਪੋਰਟ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਖਿੱਚਿਆ ਗਿਆ ਸੀ, ਤਾਂ 120% ਸਟ੍ਰੇਨ ਤੱਕ ਘੱਟੋ-ਘੱਟ ਡਿਗ੍ਰੇਡੇਸ਼ਨ ਦੇਖਿਆ ਗਿਆ। ਸਟ੍ਰੈਚਿੰਗ ਦੌਰਾਨ, ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ 0% ਸਟ੍ਰੇਨ 'ਤੇ 5.6 cm2/Vs ਤੋਂ 120% ਸਟ੍ਰੇਨ 'ਤੇ 2.5 cm2/Vs ਤੱਕ ਲਗਾਤਾਰ ਘਟਦੀ ਗਈ (ਚਿੱਤਰ 5F)। ਅਸੀਂ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਚੈਨਲ ਲੰਬਾਈਆਂ ਲਈ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਦੀ ਤੁਲਨਾ ਵੀ ਕੀਤੀ (ਟੇਬਲ S1 ਵੇਖੋ)। ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ, 105% ਤੱਕ ਵੱਡੇ ਸਟ੍ਰੇਨ 'ਤੇ, ਇਹਨਾਂ ਸਾਰੇ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰਾਂ ਨੇ ਅਜੇ ਵੀ ਉੱਚ ਚਾਲੂ/ਬੰਦ ਅਨੁਪਾਤ (>103) ਅਤੇ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ (>3 cm2/Vs) ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਅਸੀਂ ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰਾਂ 'ਤੇ ਸਾਰੇ ਹਾਲੀਆ ਕੰਮ ਦਾ ਸਾਰ ਦਿੱਤਾ (ਟੇਬਲ S2 ਵੇਖੋ) (47-52)। ਇਲਾਸਟੋਮਰਾਂ 'ਤੇ ਡਿਵਾਈਸ ਫੈਬਰੀਕੇਸ਼ਨ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਬਣਾ ਕੇ ਅਤੇ MGGs ਨੂੰ ਸੰਪਰਕਾਂ ਵਜੋਂ ਵਰਤ ਕੇ, ਸਾਡੇ ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ ਅਤੇ ਹਿਸਟਰੇਸਿਸ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਹੋਣ ਦੇ ਮਾਮਲੇ ਵਿੱਚ ਵਧੀਆ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਦਿਖਾਉਂਦੇ ਹਨ।
ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਅਤੇ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਦੇ ਉਪਯੋਗ ਦੇ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਅਸੀਂ ਇਸਨੂੰ ਇੱਕ LED ਦੇ ਸਵਿਚਿੰਗ ਨੂੰ ਕੰਟਰੋਲ ਕਰਨ ਲਈ ਵਰਤਿਆ (ਚਿੱਤਰ 6A)। ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 6B ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਹਰੇ LED ਨੂੰ ਸਿੱਧੇ ਉੱਪਰ ਰੱਖੇ ਗਏ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਡਿਵਾਈਸ ਰਾਹੀਂ ਸਪਸ਼ਟ ਤੌਰ 'ਤੇ ਦੇਖਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ~100% (ਚਿੱਤਰ 6, C ਅਤੇ D) ਤੱਕ ਖਿੱਚਣ ਦੌਰਾਨ, LED ਰੋਸ਼ਨੀ ਦੀ ਤੀਬਰਤਾ ਨਹੀਂ ਬਦਲਦੀ, ਜੋ ਕਿ ਉੱਪਰ ਦੱਸੇ ਗਏ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਦੇ ਅਨੁਕੂਲ ਹੈ (ਫਿਲਮ S1 ਦੇਖੋ)। ਇਹ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਬਣਾਏ ਗਏ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਕੰਟਰੋਲ ਯੂਨਿਟਾਂ ਦੀ ਪਹਿਲੀ ਰਿਪੋਰਟ ਹੈ, ਜੋ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ ਲਈ ਇੱਕ ਨਵੀਂ ਸੰਭਾਵਨਾ ਦਾ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਕਰਦੀ ਹੈ।
(A) LED ਚਲਾਉਣ ਲਈ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਦਾ ਸਰਕਟ। GND, ਜ਼ਮੀਨ। (B) ਹਰੇ LED ਦੇ ਉੱਪਰ 0% ਸਟ੍ਰੇਨ 'ਤੇ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਅਤੇ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਦੀ ਫੋਟੋ। (C) LED ਨੂੰ ਬਦਲਣ ਲਈ ਵਰਤਿਆ ਜਾਣ ਵਾਲਾ ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਅਤੇ ਸਟ੍ਰੈਚ ਕਰਨਯੋਗ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ LED ਦੇ ਉੱਪਰ 0% (ਖੱਬੇ) ਅਤੇ ~100% ਸਟ੍ਰੇਨ (ਸੱਜੇ) 'ਤੇ ਲਗਾਇਆ ਜਾ ਰਿਹਾ ਹੈ। ਦੂਰੀ ਵਿੱਚ ਤਬਦੀਲੀ ਨੂੰ ਖਿੱਚਿਆ ਜਾ ਰਿਹਾ ਦਿਖਾਉਣ ਲਈ ਡਿਵਾਈਸ 'ਤੇ ਪੀਲੇ ਮਾਰਕਰਾਂ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਚਿੱਟੇ ਤੀਰ ਇਸ਼ਾਰਾ ਕਰਦੇ ਹਨ। (D) ਖਿੱਚੇ ਗਏ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਦਾ ਸਾਈਡ ਵਿਊ, LED ਨੂੰ ਇਲਾਸਟੋਮਰ ਵਿੱਚ ਧੱਕ ਕੇ।
ਸਿੱਟੇ ਵਜੋਂ, ਅਸੀਂ ਇੱਕ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਸੰਚਾਲਕ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਢਾਂਚਾ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤਾ ਹੈ ਜੋ ਵੱਡੇ ਸਟ੍ਰੇਨ ਦੇ ਅਧੀਨ ਉੱਚ ਚਾਲਕਤਾ ਨੂੰ ਬਣਾਈ ਰੱਖਦਾ ਹੈ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਸਟ੍ਰੈਚਬਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ, ਸਟੈਕਡ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਪਰਤਾਂ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੈਨੋਸਕ੍ਰੌਲ ਦੁਆਰਾ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਇੱਕ ਇਲਾਸਟੋਮਰ 'ਤੇ ਇਹ ਦੋ- ਅਤੇ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ MGG ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਬਣਤਰ ਕ੍ਰਮਵਾਰ 21 ਅਤੇ 65% ਨੂੰ 100% ਤੱਕ ਉੱਚ ਸਟ੍ਰੇਨ 'ਤੇ ਆਪਣੀ 0% ਸਟ੍ਰੇਨ ਚਾਲਕਤਾ ਨੂੰ ਬਣਾਈ ਰੱਖ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਆਮ ਮੋਨੋਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਲਈ 5% ਸਟ੍ਰੇਨ 'ਤੇ ਚਾਲਕਤਾ ਦੇ ਪੂਰੇ ਨੁਕਸਾਨ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ। ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਕ੍ਰੌਲ ਦੇ ਵਾਧੂ ਸੰਚਾਲਕ ਮਾਰਗਾਂ ਦੇ ਨਾਲ-ਨਾਲ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕੀਤੀਆਂ ਪਰਤਾਂ ਵਿਚਕਾਰ ਕਮਜ਼ੋਰ ਪਰਸਪਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਸਟ੍ਰੇਨ ਦੇ ਅਧੀਨ ਉੱਤਮ ਚਾਲਕਤਾ ਸਥਿਰਤਾ ਵਿੱਚ ਯੋਗਦਾਨ ਪਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਅਸੀਂ ਇਸ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਢਾਂਚੇ ਨੂੰ ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਸਟ੍ਰੈਚਬਲ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰਾਂ ਨੂੰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਅੱਗੇ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ। ਹੁਣ ਤੱਕ, ਇਹ ਬਕਲਿੰਗ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੇ ਬਿਨਾਂ ਸਭ ਤੋਂ ਵਧੀਆ ਪਾਰਦਰਸ਼ਤਾ ਵਾਲਾ ਸਭ ਤੋਂ ਵੱਧ ਸਟ੍ਰੈਚਬਲ ਗ੍ਰਾਫੀਨ-ਅਧਾਰਤ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ ਮੌਜੂਦਾ ਅਧਿਐਨ ਸਟ੍ਰੈਚਬਲ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ ਲਈ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ, ਸਾਡਾ ਮੰਨਣਾ ਹੈ ਕਿ ਇਸ ਪਹੁੰਚ ਨੂੰ ਸਟ੍ਰੈਚਬਲ 2D ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਹੋਰ 2D ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਤੱਕ ਵਧਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।
ਵੱਡੇ-ਖੇਤਰ ਵਾਲੇ CVD ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨੂੰ 0.5 ਮੀਟਰ ਦੇ ਨਿਰੰਤਰ ਦਬਾਅ ਹੇਠ ਮੁਅੱਤਲ ਕੀਤੇ Cu ਫੋਇਲਾਂ (99.999%; ਅਲਫ਼ਾ ਏਸਰ) 'ਤੇ ਉਗਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ 50–SCCM (ਮਿਆਰੀ ਘਣ ਸੈਂਟੀਮੀਟਰ ਪ੍ਰਤੀ ਮਿੰਟ) CH4 ਅਤੇ 20–SCCM H2 1000°C 'ਤੇ ਪੂਰਵਗਾਮੀਆਂ ਵਜੋਂ ਸਨ। Cu ਫੋਇਲ ਦੇ ਦੋਵੇਂ ਪਾਸੇ ਮੋਨੋਲੇਅਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਦੁਆਰਾ ਢੱਕੇ ਹੋਏ ਸਨ। PMMA (2000 rpm; A4, ਮਾਈਕ੍ਰੋਕੈਮ) ਦੀ ਇੱਕ ਪਤਲੀ ਪਰਤ Cu ਫੋਇਲ ਦੇ ਇੱਕ ਪਾਸੇ ਸਪਿਨ-ਕੋਟ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਇੱਕ PMMA/G/Cu ਫੋਇਲ/G ਬਣਤਰ ਬਣ ਗਈ ਸੀ। ਬਾਅਦ ਵਿੱਚ, Cu ਫੋਇਲ ਨੂੰ ਦੂਰ ਕਰਨ ਲਈ ਪੂਰੀ ਫਿਲਮ ਨੂੰ ਲਗਭਗ 2 ਘੰਟਿਆਂ ਲਈ 0.1 M ਅਮੋਨੀਅਮ ਪਰਸਲਫੇਟ [(NH4)2S2O8] ਘੋਲ ਵਿੱਚ ਭਿੱਜਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਇਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੌਰਾਨ, ਅਸੁਰੱਖਿਅਤ ਬੈਕਸਾਈਡ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਪਹਿਲਾਂ ਅਨਾਜ ਦੀਆਂ ਸੀਮਾਵਾਂ ਦੇ ਨਾਲ ਪਾੜਿਆ ਗਿਆ ਅਤੇ ਫਿਰ ਸਤਹ ਤਣਾਅ ਦੇ ਕਾਰਨ ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਵਿੱਚ ਰੋਲ ਕੀਤਾ ਗਿਆ। ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਨੂੰ PMMA-ਸਮਰਥਿਤ ਉੱਪਰੀ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਫਿਲਮ ਨਾਲ ਜੋੜਿਆ ਗਿਆ ਸੀ, ਜਿਸ ਨਾਲ PMMA/G/G ਸਕ੍ਰੌਲ ਬਣ ਗਏ। ਫਿਲਮਾਂ ਨੂੰ ਬਾਅਦ ਵਿੱਚ ਡੀਓਨਾਈਜ਼ਡ ਪਾਣੀ ਵਿੱਚ ਕਈ ਵਾਰ ਧੋਤਾ ਗਿਆ ਅਤੇ ਇੱਕ ਟਾਰਗੇਟ ਸਬਸਟਰੇਟ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਇੱਕ ਸਖ਼ਤ SiO2/Si ਜਾਂ ਪਲਾਸਟਿਕ ਸਬਸਟਰੇਟ 'ਤੇ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ। ਜਿਵੇਂ ਹੀ ਜੁੜੀ ਫਿਲਮ ਸਬਸਟਰੇਟ 'ਤੇ ਸੁੱਕ ਗਈ, ਨਮੂਨਾ ਕ੍ਰਮਵਾਰ ਐਸੀਟੋਨ, 1:1 ਐਸੀਟੋਨ/IPA (ਆਈਸੋਪ੍ਰੋਪਾਈਲ ਅਲਕੋਹਲ), ਅਤੇ IPA ਵਿੱਚ 30 ਸਕਿੰਟ ਲਈ PMMA ਨੂੰ ਹਟਾਉਣ ਲਈ ਭਿੱਜ ਗਿਆ। ਫਿਲਮਾਂ ਨੂੰ 15 ਮਿੰਟ ਲਈ 100°C 'ਤੇ ਗਰਮ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ ਜਾਂ G/G ਸਕ੍ਰੌਲ ਦੀ ਇੱਕ ਹੋਰ ਪਰਤ ਨੂੰ ਇਸ 'ਤੇ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕਰਨ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਫਸੇ ਹੋਏ ਪਾਣੀ ਨੂੰ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਹਟਾਉਣ ਲਈ ਰਾਤ ਭਰ ਵੈਕਿਊਮ ਵਿੱਚ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਇਹ ਕਦਮ ਸਬਸਟਰੇਟ ਤੋਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਫਿਲਮ ਦੇ ਵੱਖ ਹੋਣ ਤੋਂ ਬਚਣ ਅਤੇ PMMA ਕੈਰੀਅਰ ਪਰਤ ਦੀ ਰਿਹਾਈ ਦੌਰਾਨ MGGs ਦੀ ਪੂਰੀ ਕਵਰੇਜ ਨੂੰ ਯਕੀਨੀ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਸੀ।
MGG ਢਾਂਚੇ ਦੀ ਰੂਪ ਵਿਗਿਆਨ ਨੂੰ ਇੱਕ ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪ (Leica) ਅਤੇ ਇੱਕ ਸਕੈਨਿੰਗ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪ (1 kV; FEI) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਦੇਖਿਆ ਗਿਆ। G ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਦੇ ਵੇਰਵਿਆਂ ਨੂੰ ਦੇਖਣ ਲਈ ਇੱਕ ਪਰਮਾਣੂ ਬਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪ (ਨੈਨੋਸਕੋਪ III, ਡਿਜੀਟਲ ਯੰਤਰ) ਨੂੰ ਟੈਪਿੰਗ ਮੋਡ ਵਿੱਚ ਚਲਾਇਆ ਗਿਆ। ਫਿਲਮ ਪਾਰਦਰਸ਼ਤਾ ਦੀ ਜਾਂਚ ਇੱਕ ਅਲਟਰਾਵਾਇਲਟ-ਦਿੱਖਣਯੋਗ ਸਪੈਕਟਰੋਮੀਟਰ (ਐਜਿਲੈਂਟ ਕੈਰੀ 6000i) ਦੁਆਰਾ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ। ਟੈਸਟਾਂ ਲਈ ਜਦੋਂ ਸਟ੍ਰੇਨ ਕਰੰਟ ਪ੍ਰਵਾਹ ਦੀ ਲੰਬਕਾਰੀ ਦਿਸ਼ਾ ਦੇ ਨਾਲ ਸੀ, ਫੋਟੋਲਿਥੋਗ੍ਰਾਫੀ ਅਤੇ O2 ਪਲਾਜ਼ਮਾ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਢਾਂਚੇ ਨੂੰ ਪੱਟੀਆਂ (~300 μm ਚੌੜੀ ਅਤੇ ~2000 μm ਲੰਬੀ) ਵਿੱਚ ਪੈਟਰਨ ਕਰਨ ਲਈ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ, ਅਤੇ Au (50 nm) ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਲੰਬੇ ਪਾਸੇ ਦੇ ਦੋਵਾਂ ਸਿਰਿਆਂ 'ਤੇ ਸ਼ੈਡੋ ਮਾਸਕ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਥਰਮਲ ਤੌਰ 'ਤੇ ਜਮ੍ਹਾ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ। ਫਿਰ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਪੱਟੀਆਂ ਨੂੰ ਇੱਕ SEBS ਇਲਾਸਟੋਮਰ (~2 ਸੈਂਟੀਮੀਟਰ ਚੌੜਾ ਅਤੇ ~5 ਸੈਂਟੀਮੀਟਰ ਲੰਬਾ) ਦੇ ਸੰਪਰਕ ਵਿੱਚ ਰੱਖਿਆ ਗਿਆ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਸਟ੍ਰਿਪਾਂ ਦਾ ਲੰਬਾ ਧੁਰਾ SEBS ਦੇ ਛੋਟੇ ਪਾਸੇ ਦੇ ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਸੀ ਅਤੇ ਉਸ ਤੋਂ ਬਾਅਦ BOE (ਬਫਰਡ ਆਕਸਾਈਡ ਐਚ) (HF:H2O 1:6) ਐਚਿੰਗ ਅਤੇ ਯੂਟੈਕਟਿਕ ਗੈਲਿਅਮ ਇੰਡੀਅਮ (EGaIn) ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਸੰਪਰਕਾਂ ਵਜੋਂ ਸੀ। ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਸਟ੍ਰੇਨ ਟੈਸਟਾਂ ਲਈ, ਬਿਨਾਂ ਪੈਟਰਨ ਵਾਲੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਸਟ੍ਰਕਚਰ ES (~5 × 10 mm) ਨੂੰ SEBS ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ 'ਤੇ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ, SEBS ਸਬਸਟਰੇਟ ਦੇ ਲੰਬੇ ਪਾਸੇ ਦੇ ਸਮਾਨਾਂਤਰ ਲੰਬੇ ਧੁਰੇ ਦੇ ਨਾਲ। ਦੋਵਾਂ ਮਾਮਲਿਆਂ ਲਈ, ਪੂਰੇ G (G ਸਕ੍ਰੌਲਾਂ ਤੋਂ ਬਿਨਾਂ)/SEBS ਨੂੰ ਇੱਕ ਮੈਨੂਅਲ ਉਪਕਰਣ ਵਿੱਚ ਇਲਾਸਟੋਮਰ ਦੇ ਲੰਬੇ ਪਾਸੇ ਦੇ ਨਾਲ ਖਿੱਚਿਆ ਗਿਆ ਸੀ, ਅਤੇ ਸਥਿਤੀ ਵਿੱਚ, ਅਸੀਂ ਇੱਕ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਵਿਸ਼ਲੇਸ਼ਕ (ਕੀਥਲੀ 4200-SCS) ਨਾਲ ਇੱਕ ਪ੍ਰੋਬ ਸਟੇਸ਼ਨ 'ਤੇ ਦਬਾਅ ਹੇਠ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਵਿਰੋਧ ਤਬਦੀਲੀਆਂ ਨੂੰ ਮਾਪਿਆ।
ਇੱਕ ਲਚਕੀਲੇ ਸਬਸਟਰੇਟ 'ਤੇ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਅਤੇ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਆਲ-ਕਾਰਬਨ ਟਰਾਂਜਿਸਟਰਾਂ ਨੂੰ ਪੋਲੀਮਰ ਡਾਈਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਅਤੇ ਸਬਸਟਰੇਟ ਦੇ ਜੈਵਿਕ ਘੋਲਕ ਨੁਕਸਾਨ ਤੋਂ ਬਚਣ ਲਈ ਹੇਠ ਲਿਖੀਆਂ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਦੁਆਰਾ ਤਿਆਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। MGG ਢਾਂਚਿਆਂ ਨੂੰ SEBS ਵਿੱਚ ਗੇਟ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਇੱਕ ਸਮਾਨ ਪਤਲੀ-ਫਿਲਮ ਪੋਲੀਮਰ ਡਾਈਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਪਰਤ (2 μm ਮੋਟੀ) ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ, ਇੱਕ SEBS ਟੋਲੂਇਨ (80 mg/ml) ਘੋਲ ਨੂੰ 1 ਮਿੰਟ ਲਈ 1000 rpm 'ਤੇ ਇੱਕ ਔਕਟਾਡੇਸੀਲਟ੍ਰਾਈਕਲੋਰੋਸੀਲੇਨ (OTS)-ਸੋਧਿਆ SiO2/Si ਸਬਸਟਰੇਟ 'ਤੇ ਸਪਿਨ-ਕੋਟ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ। ਪਤਲੀ ਡਾਈਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫਿਲਮ ਨੂੰ ਹਾਈਡ੍ਰੋਫੋਬਿਕ OTS ਸਤਹ ਤੋਂ ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਗ੍ਰਾਫੀਨ ਨਾਲ ਢੱਕੇ ਹੋਏ SEBS ਸਬਸਟਰੇਟ 'ਤੇ ਆਸਾਨੀ ਨਾਲ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। LCR (ਇੰਡਕਟੈਂਸ, ਕੈਪੈਸੀਟੈਂਸ, ਰੋਧਕਤਾ) ਮੀਟਰ (ਐਜਿਲੈਂਟ) ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਸਟ੍ਰੇਨ ਦੇ ਫੰਕਸ਼ਨ ਵਜੋਂ ਕੈਪੈਸੀਟੈਂਸ ਨੂੰ ਨਿਰਧਾਰਤ ਕਰਨ ਲਈ ਇੱਕ ਤਰਲ-ਧਾਤ (EGaIn; ਸਿਗਮਾ-ਐਲਡਰਿਕ) ਚੋਟੀ ਦੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਨੂੰ ਜਮ੍ਹਾ ਕਰਕੇ ਇੱਕ ਕੈਪੇਸੀਟਰ ਬਣਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਟਰਾਂਜਿਸਟਰ ਦੇ ਦੂਜੇ ਹਿੱਸੇ ਵਿੱਚ ਪਹਿਲਾਂ ਰਿਪੋਰਟ ਕੀਤੀਆਂ ਗਈਆਂ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਦੀ ਪਾਲਣਾ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਪੋਲੀਮਰ-ਕ੍ਰਮਬੱਧ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਿੰਗ CNTs ਸ਼ਾਮਲ ਸਨ (53)। ਪੈਟਰਨ ਵਾਲੇ ਸਰੋਤ/ਡਰੇਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਸਖ਼ਤ SiO2/Si ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ 'ਤੇ ਬਣਾਏ ਗਏ ਸਨ। ਇਸ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਦੋ ਹਿੱਸੇ, ਡਾਈਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ/G/SEBS ਅਤੇ CNTs/ਪੈਟਰਨ ਵਾਲੇ G/SiO2/Si, ਨੂੰ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਨਾਲ ਲੈਮੀਨੇਟ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ, ਅਤੇ ਸਖ਼ਤ SiO2/Si ਸਬਸਟਰੇਟ ਨੂੰ ਹਟਾਉਣ ਲਈ BOE ਵਿੱਚ ਭਿੱਜਿਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਇਸ ਤਰ੍ਹਾਂ, ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਪਾਰਦਰਸ਼ੀ ਅਤੇ ਖਿੱਚਣਯੋਗ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰਾਂ ਨੂੰ ਬਣਾਇਆ ਗਿਆ ਸੀ। ਉੱਪਰ ਦੱਸੇ ਗਏ ਢੰਗ ਦੇ ਤੌਰ 'ਤੇ ਇੱਕ ਮੈਨੂਅਲ ਸਟ੍ਰੈਚਿੰਗ ਸੈੱਟਅੱਪ 'ਤੇ ਦਬਾਅ ਹੇਠ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਟੈਸਟਿੰਗ ਕੀਤੀ ਗਈ ਸੀ।
ਇਸ ਲੇਖ ਲਈ ਪੂਰਕ ਸਮੱਗਰੀ http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/3/9/e1700159/DC1 'ਤੇ ਉਪਲਬਧ ਹੈ।
ਚਿੱਤਰ S1. ਵੱਖ-ਵੱਖ ਵਿਸਤਾਰਾਂ 'ਤੇ SiO2/Si ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ 'ਤੇ ਮੋਨੋਲੇਅਰ MGG ਦੀਆਂ ਆਪਟੀਕਲ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪੀ ਤਸਵੀਰਾਂ।
ਚਿੱਤਰ S4. ਦੋ-ਪੜਤਾਲ ਸ਼ੀਟ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਅਤੇ ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਟੈਂਸ @550 nm ਮੋਨੋ-, ਬਾਈ- ਅਤੇ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ ਪਲੇਨ ਗ੍ਰਾਫੀਨ (ਕਾਲੇ ਵਰਗ), MGG (ਲਾਲ ਚੱਕਰ), ਅਤੇ CNTs (ਨੀਲਾ ਤਿਕੋਣ) ਦੀ ਤੁਲਨਾ।
ਚਿੱਤਰ S7. ਕ੍ਰਮਵਾਰ 40 ਅਤੇ 90% ਪੈਰਲਲ ਸਟ੍ਰੇਨ ਤੱਕ ~1000 ਚੱਕਰੀ ਸਟ੍ਰੇਨ ਲੋਡਿੰਗ ਦੇ ਅਧੀਨ ਮੋਨੋ- ਅਤੇ ਬਾਇਲੇਅਰ MGGs (ਕਾਲਾ) ਅਤੇ G (ਲਾਲ) ਦਾ ਸਧਾਰਣ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਤਬਦੀਲੀ।
ਚਿੱਤਰ S10. ਸਟ੍ਰੇਨ ਤੋਂ ਬਾਅਦ SEBS ਇਲਾਸਟੋਮਰ 'ਤੇ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ MGG ਦੀ SEM ਤਸਵੀਰ, ਕਈ ਦਰਾਰਾਂ ਉੱਤੇ ਇੱਕ ਲੰਮਾ ਸਕ੍ਰੌਲ ਕਰਾਸ ਦਿਖਾਉਂਦੀ ਹੈ।
ਚਿੱਤਰ S12. 20% ਸਟ੍ਰੇਨ 'ਤੇ ਬਹੁਤ ਪਤਲੇ SEBS ਇਲਾਸਟੋਮਰ 'ਤੇ ਟ੍ਰਾਈਲੇਅਰ MGG ਦੀ AFM ਤਸਵੀਰ, ਇਹ ਦਰਸਾਉਂਦੀ ਹੈ ਕਿ ਇੱਕ ਸਕ੍ਰੌਲ ਇੱਕ ਦਰਾੜ ਉੱਤੇ ਲੰਘਿਆ ਹੋਇਆ ਹੈ।
ਟੇਬਲ S1. ਸਟ੍ਰੇਨ ਤੋਂ ਪਹਿਲਾਂ ਅਤੇ ਬਾਅਦ ਵਿੱਚ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਚੈਨਲ ਲੰਬਾਈ 'ਤੇ ਬਾਇਲੇਅਰ MGG-ਸਿੰਗਲ-ਵਾਲਡ ਕਾਰਬਨ ਨੈਨੋਟਿਊਬ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰਾਂ ਦੀਆਂ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾਵਾਂ।
ਇਹ ਇੱਕ ਖੁੱਲ੍ਹਾ-ਪਹੁੰਚ ਵਾਲਾ ਲੇਖ ਹੈ ਜੋ ਕਰੀਏਟਿਵ ਕਾਮਨਜ਼ ਐਟ੍ਰਬਿਊਸ਼ਨ-ਗੈਰ-ਵਪਾਰਕ ਲਾਇਸੈਂਸ ਦੀਆਂ ਸ਼ਰਤਾਂ ਅਧੀਨ ਵੰਡਿਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਜੋ ਕਿਸੇ ਵੀ ਮਾਧਿਅਮ ਵਿੱਚ ਵਰਤੋਂ, ਵੰਡ ਅਤੇ ਪ੍ਰਜਨਨ ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦਾ ਹੈ, ਜਦੋਂ ਤੱਕ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਵਰਤੋਂ ਵਪਾਰਕ ਲਾਭ ਲਈ ਨਹੀਂ ਹੈ ਅਤੇ ਬਸ਼ਰਤੇ ਕਿ ਅਸਲ ਕੰਮ ਦਾ ਸਹੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਹਵਾਲਾ ਦਿੱਤਾ ਗਿਆ ਹੋਵੇ।
ਨੋਟ: ਅਸੀਂ ਸਿਰਫ਼ ਤੁਹਾਡਾ ਈਮੇਲ ਪਤਾ ਇਸ ਲਈ ਮੰਗਦੇ ਹਾਂ ਤਾਂ ਜੋ ਜਿਸ ਵਿਅਕਤੀ ਨੂੰ ਤੁਸੀਂ ਪੰਨੇ ਦੀ ਸਿਫ਼ਾਰਸ਼ ਕਰ ਰਹੇ ਹੋ, ਉਸਨੂੰ ਪਤਾ ਲੱਗੇ ਕਿ ਤੁਸੀਂ ਚਾਹੁੰਦੇ ਸੀ ਕਿ ਉਹ ਇਸਨੂੰ ਦੇਖੇ, ਅਤੇ ਇਹ ਜੰਕ ਮੇਲ ਨਹੀਂ ਹੈ। ਅਸੀਂ ਕੋਈ ਈਮੇਲ ਪਤਾ ਕੈਪਚਰ ਨਹੀਂ ਕਰਦੇ।
ਇਹ ਸਵਾਲ ਇਹ ਜਾਂਚ ਕਰਨ ਲਈ ਹੈ ਕਿ ਤੁਸੀਂ ਮਨੁੱਖੀ ਵਿਜ਼ਟਰ ਹੋ ਜਾਂ ਨਹੀਂ ਅਤੇ ਸਵੈਚਲਿਤ ਸਪੈਮ ਸਬਮਿਸ਼ਨਾਂ 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।