23. oktobra, 2020

Tiskanje hitrih organskih tranzistorjev majhne moči

tx 300x135 - Tiskanje hitrih organskih tranzistorjev majhne močiScience X
Novica z univerze v Tokiju
2020_290_

Približno 10 let že pametni telefoni in računalniški zasloni temeljijo na tehnologiji prikaza, sestavljeni iz tako imenovanih tankoslojnih tranzistorjev. To so anorganski tranzistorji, ki za delovanje potrebujejo zelo malo moči in so se ob vsesplošni uporabi odlično izkazali. Imajo pa meje, ki so jih raziskovalci skušali premagati.

s1 2 300x180 - Tiskanje hitrih organskih tranzistorjev majhne moči

Slika 1: Mikroskopska slika organskih tankoplastnih tranzistorjev, jedkanih v zlatu. Vir: © 2020 Kitahara et al.

“Raziskujemo nove načine za izboljšanje tankoslojnih tranzistorjev, na primer nove zasnove ali nove metode izdelave,” je povedal dr. Gyo Kitahara, študent na oddelku za uporabno fiziko. “Organski tankoplastni tranzistorji imajo na primer svetlo prihodnost v napravah z LCD zaslonom. V primerjavi z anorganskimi vrstami tranzistorjev, ki se trenutno uporabljajo, pričakujemo, da bodo organske vrste uporabne v poceni, dimenzijsko velikih, lahkih in nosljivih elektronskih izdelkih, zlasti z uporabo proizvodnih tehnologij, ki temeljijo na tiskanju. ”

Zamisel o organskih tankoplastnih tranzistorjih ni nova, a zmožnost tiskanja takšnih, ki bi omogočili revolucijo v oblikovanju, se je do zdaj izmikala akademikom in industriji. Profesor Tatsuo Hasegawa z oddelka za uporabno fiziko Kitahara in njegova ekipa so pripravili način za tiskanje organskih polprevodniških filmov, ki so osnova teh tranzistorjev, na posebno površino, ki močno odbija raztopine ali kot imenujejo njeno lastnost, je liofobična. To bi običajno pomenilo, da bi površina odbijala materiale, potrebne za tiskanje strukture tranzistorja, kar se zdi prav nasprotno od tistega, kar želimo. Toda liofobične površine imajo posebno nalogo ustvarjanja tranzistorskih struktur, ki so natančno sprogramirane za visoko zmogljivost. Kako so torej raziskovalci premagali njihovo odbojno lastnost?

s2 2 300x295 - Tiskanje hitrih organskih tranzistorjev majhne moči

Slika2: Časovno zaporedje mikroskopskih slik, ki prikazuje stopnje tiskanja mikroskopskih struktur. Vir: © 2020 Kitahara et al.

“Uporabili smo fluidno lastnost, ki jo verjetno vidite vsakič, ko si umivate roke z milom,” je dejal Kitahara. “Milni mehurčki lahko obdržijo svojo obliko z znižanjem površinske napetosti tekočine. Predvidevamo, da bi moral mehanizem milnega filma kljub odbojnim silam na liofobičnih površinah biti učinkovit za tvorbo tanke tekoče plasti. Na ta način lahko nastanejo polprevodniški filmi in rastejo s tvorbo tankih tekočih plasti med postopki tiskanja. ”

S to inovacijo lahko tudi ostali raziskovalci gradijo na ugotovitvah skupine in najdejo načine za razširitev te metode. S širjenjem velikih, prilagodljivih ali nosljivih naprav Hasegawejeva ekipa sanja o konvergenci med resničnim in virtualnim svetom na načine, ki jih doslej še nismo videli.

“Po eksperimentiranju s poskusi, in ob mnogih neuspehih, smo sčasoma ugotovili, da je uporaba posebnega vzorca kovinskega filma, v obliki črke U, najučinkovitejša za enakomerno rast filma, zahvaljujoč načinu ustvarjanja tanke tekoče plasti na liofobičnih površinah,” je dejal Kitahara . “Do neke mere smo že vnaprej pričakovali dobre rezultate, a uspeh teh predvidevanj  je bil končno dosežen in dokazan šele potem, ko smo premagali številne težave. To, da nam je uspelo, mi je seveda v veliko veselje.”

Vir: https://techxplore.com/news/2020-10-high-speed-low-power-transistors.html

https://techxplore.com