Исследователи университета Wisconsin-Medison (США) разработали новый метод получения тонкопленочных транзисторов (TFT) для так называемой "гибкой" электроники (flexible electronics), которые обладают высокими скоростями переключения, к тому же их производство будет относительно недорогим. Доцент Женкинг Ма (Zhenqiang Ma) и аспирант Хао-Чи Юань (Hao-Chih Yuan) продемонстрировали "гибкие" TFT-транзисторы, способные работать на частотах порядка 7,8 ГГц.

Как Вы знаете, в настоящее время тонкопленочные транзисторы широко используются в ЖК-панелях. Предлагаемые исследователями TFT-транзисторы на гибком субстрате могут найти применение в области гибкой и так называемой "носимой" (wearable electronics) электроники. Как сообщает Юань, до их разработки гибкие тонкопленочные транзисторы могли работать на низких частотах порядка 0,5 ГГц, что существенно сужает сферу их применения. Еще одним преимуществом новых транзисторов является более экономное энергопотребление.

В настоящее время гибкие транзисторы делают в основном с использованием органических материалов, аморфного или кристаллического поликремния. Исследователи Wisconsin-Medison в своей разработке применили нанопленки (толщиной порядка несколько нанометров) монокристаллического кремния, которые обеспечивают большую подвижность электронов и, соответственно, большие скорости переключения. Исследователи разработали недорогой и простой метод добывания таких пленок, на который уже подали заявку в Патентное бюро США. Но для достижения больших скоростей одной лишь подвижности носителей заряда недостаточно, сообщает доцент Ма. Важно также использовать низкоомные электродные контакты.

Стоит отметить, что на пути ученых стояло одно препятствие. Для подсоединения низкоомных контактов требуется относительно высокая температура, которая буквально плавит полимерный субстрат. Как же удалось решить эту задачу? Ма и Юань делали транзисторы в два этапа: "горячий" и "холодный". На первом этапе контактные выводы помещаются на кремниевый субстрат, а уже после этого монокристальные нанопленки переносят на гибкий субстрат. В новых транзисторах применяется еще одно усовершенствование: для изготовления затвора вместо диоксида кремния используется моноокись кремния. Это позволяет делать затвор тоньше и увеличить его электрическую емкость.

Важно отметить, что транзисторные сборки на гибком субстрате работают при значительном изгибе, тем самым открывая возможности для создания гибких электронных компонентов. Разработчики планируют продолжать свои исследования и надеются в ближайшее время сделать еще более скоростной транзистор. Более подробную информацию о новой разработке можно найти в печатном издании Applied Physics Letters.