211service.com
Permatomi tranzistoriai
Organinių šviesos diodų (OLED) ekranai šiuo metu randami mobiliuosiuose telefonuose ir skaitmeniniuose fotoaparatuose. Tačiau ateityje gamintojai tikisi didesnių, lankstesnių ir visiškai skaidrių versijų. Jie įsivaizduoja ryškius žemėlapius ant skydelių ir priekinių stiklų, į akinius įmontuotus televizorių ekranus ir susukamus, permatomus kompiuterių ekranus. Ir nors patys OLED gali būti skaidrūs, norint sukurti aiškų ekraną, tranzistoriai, valdantys kiekvieno ekrano OLED arba pikselį, taip pat turi būti skaidrūs.
Skaidrūs tranzistoriai: Visiškai skaidrių tranzistorių matricos, pagamintos iš indžio oksido nanolaidų, yra pagamintos ant plastikinio pagrindo (raudonos linijos žymi masyvo sritis). Purdue universiteto ir Šiaurės vakarų universiteto mokslininkų pagaminti tranzistoriai gali būti svarbus žingsnis link ryškių, lanksčių ir visiškai permatomų ekranų.
Purdue universiteto ir Šiaurės vakarų universiteto mokslininkai dabar sukūrė lanksčius, permatomus tranzistorius, naudodami cinko oksido ir indžio oksido nanolaidus. Priešingai, esamuose ekranuose naudojami amorfiniai arba polikristalinio silicio tranzistoriai nėra skaidrūs. Naujieji tranzistoriai taip pat veikia geriau nei silicio analogai ir juos lengviau pagaminti iš lankstaus plastiko.
Tranzistoriai gali lemti ryškesnius permatomus OLED ekranus, sako Purdue elektros ir kompiuterių inžinerijos profesorius. Davidas Janesas , kuris vadovavo praėjusią savaitę publikuotam darbui Gamtos nanotechnologijos . Kai aplink OLED dedama įprastinė neskaidri tranzistoriaus grandinė, ji užima vietą ekrane, kuri kitu atveju galėtų skleisti šviesą. Tačiau, sako Janes, galite įdėti skaidrius tranzistorius po pikseliu arba ant jo, padidindami šviesos spinduliavimo plotą.
Norėdami pagaminti tranzistorius, Janesas ir jo kolegos pirmiausia uždeda indžio-cinko oksido vartų elektrodą ant stiklo ar plastiko. Tada jie ant paviršiaus uždėjo nanovielinį tirpalą. Suradę tinkamai išlygiuotą nanolaidą, jie nusodina šaltinio ir išleidimo elektrodus, pagamintus iš indžio alavo oksido abiejose nanolaidelio pusėse. Tiek indžio cinko oksidas, tiek indžio alavo oksidas yra skaidrios medžiagos.
Nanolaidiniai tranzistoriai turi didelį elektronų mobilumą, o tai lemia, kaip greitai tranzistorius gali veikti ir kiek srovės gali nešti. Tiesą sakant, mobilumas yra kelis šimtus kartų geresnis nei tranzistorių, pagamintų iš amorfinio silicio, kuris plačiai naudojamas ekranų elektronikoje. Dėl to tranzistoriai gali būti mažesni ir greitesni, sako Janes. Pasak jo, kompaktiškesni tranzistoriai reikštų dar didesnį pikselių plotą. Be to, nanolaidinius tranzistorius daug lengviau pagaminti iš plastiko nei silicio tranzistorius, nes jiems nereikia apdoroti aukštoje temperatūroje.
Tyrimų grupės neseniai pagamino skaidrius tranzistorius, naudodamos plonas cinko oksido arba indžio oksido plėveles arba anglies nanovamzdelius. (Žr. Pigūs, skaidrūs ir lankstūs ekranai.) Abi technologijos susiduria su unikaliomis problemomis. Nors anglies nanovamzdelių tranzistoriai turi daug geresnį elektronų mobilumą ir yra stipresni nei naujieji nanolaidiniai tranzistoriai, jie nėra visiškai skaidrūs, nes norint prijungti nanovamzdelius prie elektrodų, jiems reikia mažų metalinių kontaktų. Kita vertus, plonasluoksnius tranzistorius lengviau gaminti ant įvairių paviršių, tačiau jų mobilumas yra daug mažesnis.
Naujųjų tranzistorių našumas mobilumo, lankstumo ir skaidrumo požiūriu yra labai įspūdingas. Johnas Wageris , elektros inžinerijos ir kompiuterių mokslų profesorius, dirbantis Oregono valstijos universiteto skaidrios elektronikos srityje. Dabar didžiausias likęs klausimas, anot jo, yra toks: ar visa tai galima paversti realiame pasaulyje pagaminamumu?
Šiuo metu nėra jokio būdo kontroliuoti, kur nanolaideliai nusėda ant paviršiaus arba kaip jie išsirikiuoja. Eksperimentinėse demonstracijose numetate kelis tūkstančius nanovamzdelių ir tikitės, kad vienas išsilydės norima kryptimi, sako Wageris. Tačiau atsitiktinis nanolaidų nusodinimas ant paviršiaus neveiks, jei ketinama gaminti tranzistorius dideliems ekranams.
Iš tiesų, sako Janes, jūs turite turėti tam tikrą būdą, kaip įdėti norimą nanolaidų skaičių į norimą vietą. Šiuo metu visos trys skaidrių tranzistorių gamybos technologijos – nanolaidai, plonos plėvelės ir anglies nanovamzdeliai – turi teisingą galimybę pakeisti silicio tranzistorių technologiją būsimiems skaidriems, lankstiems ekranams, sako Janes.
Pagal Džonas Rodžersas , Ilinojaus universiteto Urbana Champaign medžiagų mokslo ir inžinerijos profesorius, vienos iš trijų technologijų didžiausia komercinė sėkmė priklausys nuo to, kaip jos bus vertinamos atsižvelgiant į daugybę skirtingų veiksnių: skaidrumo, elektrinių savybių, lankstumo ir lengvumo bei jų gamybos kaina. Tai bus geros žirgų lenktynės, kad pamatytumėte, kuris požiūris laimės, sako Rogersas.