Forskning: Kan produsere tynnfilm i romtemperatur - Elektronikknett
Tynnfilmprosess

Forskning: Kan produsere tynnfilm i romtemperatur

Forskere ved Dongguk University i Seoul, Sørkorea, har funnet en måte å lage trykte p-kanal tynnfilm transistorer ved å bruke lett tilgjengelige og miljøvennlige kobber(I) jodid ved romtemperatur. Det kan bety lavere produksjonskostnader for optoelektronisk utstyr.

Forskning på fremstilling av nye typer halvledermaterialer for tynnfilmstransistorer (TFT) har vært igang i årtier. Når nye transistorer eller nye produksjonsmetoder blir oppdaget, blir mange tidligere umulige applikasjoner mulig, for eksempel transparente skjermer med ultrahøy oppløsning og fleksible elektroniske enheter. I dag er det stor etterspørsel etter p-type gjennomsiktige halvledere (som er ledende på grunn av bevegelsen av lade-bærere kalt «hull») for å lage p-kanal transistorer, men sammenlignet med n-type, er bruken begrenset på grunn av kjemisk ustabilitet og dårlige elektriske egenskaper.

DONGGUK_1_Infographic_P-channel transistors from CuI semiconductor Infogram som forklarer prosessen.

For å overvinne disse begrensningene fokuserte et forskningsteam ved Dongguk University ledet av prof. Yong-Young Noh på å utvikle en p-type gjennomsiktig halvleder for TFT'er ved å bruke et metallhalogen-lignende kobber(I) jodid (CuI) i stedet for metalloksid. – De naturlig tilgjengelige og miljøvennlige baseelementene i CuI gjør det mer hensiktsmessig for storskala trykt transparent elektronikk. Enda viktigere, CuI har en høyere hullmobilitet enn andre p-type oksidbaserte halvledere, sier professor Noh.

CuI hadde imidlertid knapt vært brukt som halvleder for TFT fordi hullkonsentrasjonen er så høy at det resulterer i ukontrollerbar konduktivitet. Videre krever standard oppløsningsbasert behandling vanligvis en varmebehandling som kalles «annealing», eller gløding, som er både energi- og tidkrevende.

Forskerne fant ut at det er mulig å redusere konduktiviteten til CuI-basert tynnfilm ved å gjøre dem enda tynnere og dermed egnet til å lage TFT'er med en ytelse som er etterspurt i mange applikasjoner. I tillegg krever disse CuI tynne filmene ikke gløding i det hele tatt, men kan behandles ved romtemperatur. Dette sparer energi og gjør dem mer kostnadseffektive.

Teamet testet flere prosesseringsbetingelser og fremstilte forskjellige TFT’er for å finne grunnen til de forbedrede egenskapene og å demonstrere potensielle bruksområder av CuI som en tynnfilm p-type halvleder. – Vi tror at dette arbeidet åpner slusene for romtemperaturprosessert, lavkost, trykt transparent p-type transistorer for ulike optoelektroniske enheter, konkluderer Prof. Noh.

Kommentarer