Новая структура дает стабильность транзисторов узкой пленки, сопоставимую со сделанными с неорганическими материалами, разрешая им трудиться во внешних условиях – кроме того под водой. Органические транзисторы узкой пленки смогут быть сделаны недорого при низкой температуре на множестве эластичных оснований, применяя способы, такие как струйная печать, возможно вводные новые заявления, каковые применяют в собственных заинтересованностях простые, совокупные процессы фальсификации.«Мы сейчас доказали геометрию, которая ведет к пожизненной работе, каковые в первый раз устанавливают, что органические схемы смогут быть столь стабильными, как устройства произвели с простыми неорганическими разработками», сообщил Бернард Киппелен, учитель Джозефа М. Петтита в Школе Технологического университета Джорджии Электротехники и Вычислительной техники (ECE) и директор Центра Технологического университета Джорджии Органической Фотоники и Электроники (ПОКРОВ). «Это могло быть переломным моментом для органических транзисторов узкой пленки, обратившись к давешним опасениям по поводу стабильности органических пригодных для печатания устройств».
Об изучении скажут 12 января в издании Science Advances. Изучение – кульминация 15 лет развития в ПОКРОВЕ и было поддержано спонсорами включая Офис Военно-морского Изучения, Офис ВВС Научного изучения и Национальное управление ядерной безопасности.Транзисторы включают три электрода.
электроды и Источник утечки передают ток, дабы создать «на» стране, но лишь в то время, когда напряжение применено к электроду ворот, что отделен от органического полупроводникового материала узким диэлектрическим слоем. Неповторимый нюанс архитектуры, развитой в Технологическом университете Джорджии, – то, что данный диэлектрический слой применяет два компонента, фторполимер и железны-окисный слой.«В то время, когда мы сперва развивали эту архитектуру, данный железный окисный слой был алюминиевой окисью, которая чувствительна, дабы повредить от влажности», сообщил Кэнек Фуентес-Эрнандес, научный сотрудник и соавтор бумаги. «Трудясь в сотрудничестве с доктором наук Технологического университета Джорджии Сэмюэлем Грэмом, мы развивали сложные преграды наноламината, каковые могли быть произведены при температурах ниже 110 градусов Цельсия и что, в то время, когда употребляется в качестве диэлектрика ворот, разрешённые транзисторы, дабы выдержать быть загружённым в воду около его точки кипения».Техническое применение архитектуры Нью-Джорджии переменные слои алюминиевой окисной и гафниевой окиси – пять слоев одного, тогда пять слоев другого, повторилось 30 раз на фторполимере – дабы сделать диэлектрик.
Окисные слои произведены с ядерным смещением слоя (ALD). Наноламинат, что заканчивает тем, что был примерно 50 миллимикронов толщиной, практически неуязвим для действий влажности.«Тогда как мы знали, что эта архитектура стала причиной хорошим особенностям барьера, мы сдулись тем, как устойчиво транзисторы трудились с новой архитектурой», сообщил Фуентес-Эрнандес. «Работа этих транзисторов осталась практически неизменной, кроме того в то время, когда мы руководили ими в течение сотен часов и при повышенных температурах 75 градусов Цельсия.
Это было непременно самым стабильным органическим транзистором, что мы когда-либо изготовляли».Для лабораторной демонстрации исследователи применяли стеклянное основание, но много других эластичных материалов – включая полимеры а также бумагу – имели возможность кроме этого употребляться.
В лаборатории исследователи применяли стандартные способы роста ALD, дабы произвести наноламинат. Но более новые процессы, именуемые пространственным ALD – применением многократных голов с носиками, предоставляющими предшественникам – имели возможность ускорить производство и разрешить устройствам быть расширенными в размере. «ALD сейчас достиг уровня зрелости, в которой это стало масштабируемым производственным процессом, и мы считаем, что это разрешит новую фазу в разработке органических транзисторов узкой пленки», сообщил Киппелен.Очевидное использование для транзисторов, каковые руководят пикселями в органических показах светового излучения (OLEDs), применяемый в таких устройствах как телефоны Samsung и iPhone X. Этими пикселями сейчас руководят транзисторы, изготовленные с простыми неорганическими полупроводниками, но с дополнительной стабильностью, обеспеченной новым наноламинатом, они имели возможность, быть может, быть сделаны с пригодными для печатания органическими транзисторами узкой пленки вместо этого.
Устройства Интернета вещей (IoT) имели возможность кроме этого извлечь пользу из фальсификации, разрешённой новой разработкой, разрешив производство со струйными принтерами и другую процессы покрытия и недорогую печать. Способ наноламината имел возможность кроме этого разрешить разработку недорогих бумажных устройств, таких как умные билеты, каковые будут применять антенны, память и показы, изготовленную на бумаге при помощи недорогих процессов.Но самые драматические заявления могли быть в больших эластичных показах, каковые могли быть свернуты если не в применении.
«Мы возьмём лучшее уровень качества изображения, больший размер и лучшую резолюцию», сообщил Киппелен. «Потому, что эти экраны становятся больше, жёсткий форм-фактор простых показов будет ограничением. Низко обработка температурной основанной на углероде разработки разрешит экрану быть свернутым, облегчая нести около и менее чувствительный к повреждению.Для их демонстрации, команды Киппелена – что кроме этого включает Сяоцзя Цзя, Ченг-Инь Ван и парк Youngrak – применяли примерный органический полупроводник.
У материала имеется узнаваемые особенности, но с сокровищами подвижности перевозчика 1.6 cm2/Vs не самое стремительное дешёвое. Как следующий ход, они исследователи желали бы проверить собственный процесс на более новых органических полупроводниках, каковые снабжают более высокую подвижность обвинения.
Они кроме этого собираются продолжить контролировать наноламинат при разных условиях изгиба через более долгие периоды времени, и в других платформах устройства, таких как фотодатчики.Не смотря на то, что основанная на углероде электроника расширяет собственные возможности устройства, у классических материалов как кремний нет ничего, дабы опасаться.
«В то время, когда дело доходит до высоких скоростей прозрачные материалы как кремний либо галлий азотируют, будет, само собой разумеется, иметь броское и весьма долгое будущее», сообщил Киппелен. «Но потому, что большое количество будущего напечатали заявления, комбинация последнего органического полупроводника с более высокой подвижностью обвинения и наноструктурированным диэлектриком ворот обеспечит весьма сильную разработку устройства».