美国科学家研制出最快有机薄膜晶体管

2023年05月29日 阅读量:46

据报道,内布拉斯加林肯大学和斯坦福大学的科学家制造了世界上运行最快的有机薄膜晶体管,这证明了该技术在制造高清显示设备和透明电子设备方面的巨大潜力。相关论文发表在1月8日出版的《自然通信》杂志上。

多年来,来自世界各地的科学家一直试图用廉价的富碳分子和塑料制造接近硅技术的有机半导体,但取得了罕见的突破。由斯坦福大学化学工程教授鲍哲南(音译)和内布拉斯加林肯大学机械材料工程助理教授黄金松(音译)领导的研究团队创新了传统生产技术,大大提高了有机膜晶体管的载流子迁移率,使其性能与基于硅技术的昂贵弧显示器相当。

目前,制造有机膜晶体管的传统工艺是将富碳分子和互补塑料组成的特殊溶液滴在旋转盘上,然后使复合溶液通过旋转力均匀分布在盘上形成膜。

被称为“偏心旋转涂层”技术的新技术进行了创新。研究人员加快了磁盘的旋转速度,减少了涂层面积,增加了密度,用只有邮票大小的玻璃取代了以前的大转盘。与传统制造工艺相比,新方法单位面积沉积的有机分子浓度较高,大大提高了薄膜晶体管的载流子迁移率,是通过晶体管测量电荷速度的重要指标。

研究人员表示,这只是一个初步的实验,因此无法准确控制有机材料的涂层队列,以实现均匀的载流子迁移率。然而,即使在这个阶段,新技术生产的有机膜晶体管的性能也远远超过了传统的有机半导体,达到了高端电子产品中使用的多晶硅材料的水平。

鲍哲南表示,该技术的进一步改进有望为制造廉价高性能透明电子设备铺平道路。目前实验中使用的载体是玻璃,未来将逐渐过渡到柔性塑料。现在他们可以制造出肉眼可见、透明度90%的高性能有机膜晶体管。

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