基于微磁感应耦合天线的无线薄膜晶体管

Byoung好俊，Gwang Jun Lee，Jong Gu Kang，Seunguk Kim，Ji Woong Choi，Seung Nam Cha，Jung Inn Sohn和Jae Eun Jang

科学报告5，文章编号：18621（2015）

关键词：10.1038/srep18621

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电子电气、电子devicesnanowires

收到:

2015年9月08

认可的:

2015年11月20日

网上公布：

2015年12月22日

摘要

一个无线的薄膜晶体管（TFT）结构中的源/漏或一门是直接连接到一个微型天线接收或发送信号或电源可以是一个重要组成部分，作为一个电气开关、整流、放大器、各种电子及微电子技术，因为它允许与其他设备简单连接，不同于传统的导线连接。非晶铟镓氧化锌（α- IGZO）的制造和研究目的是带有磁性天线结构。为了在保持相同天线尺寸的同时提高感应耦合效率，在天线下形成了由ni和纳米线组成的磁芯结构。随着微天线连接到源极/漏极或TFT的栅极，工作电信号得到很好的控制。结果表明，该装置作为现有电线连接的替代解决方案，在各种领域，如柔性/可穿戴设备、人体植入设备、微/纳米机器人以及“物联网”传感器等领域，都引起了许多问题。

介绍

随着固定电话已被移动电话取代，无线已经成为近年来热门的技术概念之一，因为它既简单又方便。它将激发新的设备概念，对于某些应用程序是必不可少的。例如，一个装置植入体和控制或电源系统位于外部，可成为感染源和患者不便之间的连接线，可与无线functions1,2,3,4避免。同样，在柔性显示系统，被认为是下一代智能手机系统最重要的硬件组件，以扫描线和数据线连接的薄膜晶体管（TFT）的损伤是其实现的重要障碍。行，行或列中，很容易被弯曲或折叠，由于电极的形状是窄（~μ米级）和长（cm ~ M级）。虽然有许多方法已被广泛的研究，大多数结果不提供最终的solution5,6,7,8,9。或者，如果使用无线技术提供信号或电源，则这些问题可以很容易地解决。无线技术，通过微纳米天线的功能，已经是微/纳米机器人至关重要，因为微/纳米机器人的规模使得导线连接是不可能的，由于该wire10,11大小。此外，各种无线传感器是目前正在紧锣密鼓地开发iot12,13,14,15,16，更小的无线组件也需要开发这些应用程序。因此，无线TFT结构将是一个重要的组成部分，因为它可以作为各种电子设备的重要组成部分，如电子开关、整流器或放大器，用于各种具有无线功能的电子设备。

在这项研究中，我们调查了IGZO TFT（α-氧化锌IGZO TFT）与磁感应天线结构。为了将微型天线结构集成到TFT中，在微型天线结构中添加了镍（ni）涂层氧化锌纳米线（ZnO NWs）的磁芯。这提高了功率或发送信号效率，随着天线尺寸变小而减小。和α- IGZO TFT结构的电气特性进行了优化，提高了无线传输的功率效率，考虑到自谐振频率的天线尺寸效应产生的增加。建议的无线TFT结构可以成为柔性设备、植入式系统和微型机器人等领域的核心技术。

结果

不同MC结构微天线的特性研究

的无线αIGZO TFT的示意图如图1所示。主体由微型天线和TFT组成。接收或传输系统外的电信号或电源的天线结构直接与TFT的源极/漏极或栅电极连接。

图1：无线薄膜晶体管概念示意图。

图1

全尺寸的图像

对于无线信号处理或传感，天线连接到源极/漏极。从外部发送到天线的信号可以由TFT进行修改或过滤。小的检测到的信号，例如来自大脑的生物信号，也可以被放大，然后传到外界。如果天线连接到TFT的栅极上