Вчені створили найшвидші на сьогоднішній день органічні транзистори
Об'єднана група, до складу якої входять вчені з університету Небраски-Лінкольн (University of Nebraska-Lincoln, UNL) і Стендфордського університету, створила найшвидші на сьогоднішній день тонкоплівкові органічні транзистори. Ця технологія, що знаходиться зараз на експериментальній стадії, служить доказом того, що у напівпровідникових приладів з органічних матеріалів є величезний потенціал для роботи на швидкостях, потрібних для функціонування дисплеїв з високою роздільною здатністю та інших подібних прозорих електронних пристроїв.
Вчені з різних куточків земної кулі вже протягом кількох років намагаються використовувати багаті вуглецем молекули і полімери для створення недорогих органічних напівпровідникових приладів, здатних виконувати свої електронні функції на швидкостях, що наближаються до швидкостей роботи більш дорогих приладів, заснованих на кремнії. Але, на жаль, всі зусилля ще не увінчалися наскільки значущим успіхом, отримувані у вчених органічні транзистори володіють цілим рядом негативних характеристик. Ці транзистори або працюють дуже повільно або мають настільки великий розкид значень параметрів, що ні про яке практичному їх застосуванні і мови йти не може.
Дослідні групи, очолювані Зэнэном Бао (Zhenan Bao), професором хімії і машинобудування з Стенфорда, і Джинсонгом Хуань (Jinsong Huang), доцентом механіки і розробки матеріалів з UNL, використовуючи розроблений ними новий технологічний процес, домоглися створення органічних транзисторів, здатних працювати мінімум в п'ять разів швидше, ніж найкращі зразки таких транзисторів, створених в більш ранні періоди часу. Слід зауважити, що вчені не вказують конкретних значень з-за того, що отримані результати носять попередній характер, а характеристики транзисторів сильно відрізняються від одного зразка до іншого.
Зазвичай, створюючи напівпровідникові прилади на основі органічних матеріалів, вчені завадять деяку кількість розчину, що містить багаті вуглецем молекули, на поверхню обертається підкладки, зробленої з тонкого скла або іншого твердого матеріалу. Обертання підкладки призводить до виникнення відцентрових сил, під впливом яких органічний матеріал рівномірно розтікається і покриває тонким шаром всю поверхню підкладки. Потім, поверх першого шару наноситься шар іншого матеріалу і так до тих пір, поки не буде отримана вимагається багатошарова структура.
Новий процес, розроблений вченими, має дві істотні відмінності від традиційного процесу. По-перше, вчені досить сильно збільшили швидкість обертання підкладки. По-друге, органічним матеріалом була покрита не вся поверхня підкладки, а лише її невелика частина. Такі нововведення, в сукупності з деякими іншими умовами процесу, дозволили отримати тонку плівку з більш високою концентрацією і впорядкуванням молекул. В результаті всього цього новий органічний напівпровідниковий матеріал продемонстрував більш високе значення рухливості носіїв електричного заряду, що сприятливо вплинуло на швидкість роботи напівпровідникового транзистора.
До жалю, розроблений процес, як вже згадувалося вище, так і залишається ока на експериментальній стадії. Вченим ще не вдалося досягти високої повторюваності результатів щодо товщини одержуваної плівки органічного матеріалу і досягти однорідного розподілу значення рухливості носіїв електричного заряду. Але навіть у такому вигляді нова технологія дозволила вченим отримати вражаючі результати, деякі зі створених таким чином органічних транзисторів демонстрували швидкість роботи, яку можна порівняти зі швидкістю роботи полікремнієвих транзисторів, які широко використовуються в сучасній електроніці.
Подальші удосконалення даної експериментальної технології можуть призвести до розробки нових технологічних процесів, що дозволяють виробляти недорогу електроніку на твердих скляних і гнучких полімерних підставах, прозорість якої не буде знижуватися нижче порога в 90 відсотків, порогу, який ще непомітний для неозброєного людського ока.