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Georgia Equipo Técnico Demuestra nuevo transistor flexible para su uso en la electrónica de plástico

Published on January 29, 2011 at 4:22 AM

En la búsqueda del desarrollo flexible de la electrónica de plástico, uno de los obstáculos ha sido la creación de transistores con la suficiente estabilidad para que puedan funcionar en una variedad de entornos, manteniendo la corriente necesaria para alimentar los dispositivos.

Línea en la revista Advanced Materials, los investigadores del Georgia Institute of Technology describe un nuevo método de combinar el alto portón orgánica transistores de efecto campo con un aislante de puerta de doble capa. Esto permite que el transistor para llevar a cabo con una estabilidad increíble, exhibiendo un buen desempeño actual. Además, el transistor puede ser producida en masa en un ambiente normal y se pueden crear con temperaturas más bajas, por lo que es compatible con los dispositivos de plástico que la fuerza de voluntad.

Los investigadores de Georgia Tech han demostrado un nuevo transistor para su uso en la electrónica flexible de plástico, conocida como la puerta de arriba orgánicos de efecto de campo transistor con un aislante de puerta de doble capa. Las propiedades del transistor a darle una estabilidad increíble mientras que exhiben un buen desempeño.

El equipo de investigación utiliza un semiconductor existente y cambiar el dieléctrico de puerta, porque el rendimiento del transistor depende no sólo de la propia semiconductores, sino también en la interfaz entre el semiconductor y el dieléctrico de la compuerta.

"En lugar de utilizar un material dieléctrico único, como muchos lo han hecho en el pasado, hemos desarrollado un dieléctrico de puerta doble capa", dijo Bernard Kippelen, director del Centro para la Fotónica y Electrónica Orgánica y profesor en la Escuela de Tecnología de Georgia de Ingeniería Eléctrica y Computación.

El dieléctrico doble capa está hecha de un polímero fluorado conocido como CYTOP y un high-k metal-óxido de capa creada por la deposición de capas atómicas. Usado solo, cada sustancia tiene sus ventajas y sus inconvenientes.

CYTOP es conocido por formar algunos defectos en la superficie del semiconductor orgánico, pero también tiene una constante dieléctrica muy baja, lo que requiere un aumento de la tensión de la unidad. El high-k metal-óxido de usos de baja tensión, pero no tiene una buena estabilidad a causa de un elevado número de defectos en la interfaz.

Por lo tanto, Kippelen y su equipo se preguntó qué pasaría si se combinan las dos sustancias en una bicapa. Los inconvenientes se anulan entre sí?

"Cuando empezamos a hacer los experimentos de ensayo, los resultados fueron impresionantes. Esperábamos una buena estabilidad, pero no hasta el punto de no tener la degradación de la movilidad de más de un año", dijo Kippelen.

El equipo realizó una serie de pruebas para ver qué tan estable es la bicapa. Estos ciclos de los transistores de 20.000 veces. No hubo degradación. Lo probaron en un biostress continuo en el que aplicó la corriente más alto posible a través de él. No hubo degradación. Incluso lo metió en una cámara de plasma durante cinco minutos. Todavía no había degradación.

La única vez que vio a ningún tipo de degradación fue cuando se dejó caer en acetona durante una hora. Hubo cierta degradación, pero el transistor se sigue en funcionamiento.

Nadie se sorprendió más que Kippelen.

"Yo siempre había puesto en duda el concepto de tener aire estable transistores de efecto campo, porque pensaba que siempre tendría que combinar los transistores con un recubrimiento de barrera para protegerse de oxígeno y la humedad. Nos hemos equivocado con este trabajo, ", dijo Kippelen.

"Al tener el aislante de puerta de doble capa, tenemos dos diferentes mecanismos de degradación que ocurren al mismo tiempo, pero los efectos son tales que compenstate uno para el otro", explica Kippelen. "Así que si usted utiliza una que conduce a una disminución de la corriente, si se utiliza el otro lo lleva a un cambio de la tensión de thereshold y con el tiempo a un aumento de la corriente. Pero si se combinan, sus efectos se anulan. "

"Esta es una manera elegante de resolver el problema. Por lo tanto, en lugar de tratar de eliminar un efecto, nos llevó dos procesos que se complementan uno al otro, y como resultado obtiene un resultado que es muy estable."

El transistor conduce la corriente y funciona a un voltaje similar al de silicio amorfo, el estándar de la industria está utilizando actualmente en sustratos de vidrio, pero pueden ser fabricadas a temperaturas inferiores a 150 ° C, en línea con las capacidades de los sustratos de plástico. También se pueden crear en un ambiente regular, por lo que es más fácil de fabricar que los transistores de otros.

Las solicitudes de estos transistores pueden ser vendajes inteligentes, etiquetas RFID, células solares plásticas, emisores de luz para las tarjetas inteligentes - prácticamente cualquier aplicación donde se necesita de energía estable y una superficie flexible.

En este trabajo se realizaron las pruebas sobre sustratos de vidrio. A continuación, los planes del equipo en la demostración de los transistores en substratos flexibles de plástico. A continuación, se pondrá a prueba la capacidad de fabricar los transistores de doble capa con tecnología de tinta de impresión por chorro.

Fuente: http://www.gatech.edu/

Last Update: 7. October 2011 00:27

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