Posted in | Nanoelectronics

Georgia Tech Team Toont New Transistor voor gebruik in flexibele Plastic Electronics

Published on January 29, 2011 at 4:22 AM

In de zoektocht naar flexibele plastic elektronica, een van de struikelblokken te ontwikkelen is het maken van transistors met genoeg stabiliteit voor hen om te functioneren in een verscheidenheid van omgevingen met behoud van de huidige die nodig is om de macht van de apparaten.

Online in het tijdschrift Advanced Materials, onderzoekers van het Georgia Institute of Technology beschrijven een nieuwe methode van het combineren van top-gate organische field-effect transistors met een bilaag gate-isolator. Hierdoor kan de transistor uit te voeren met een ongelooflijke stabiliteit en vertonen goede huidige prestaties. Daarnaast kan de transistor massa geproduceerd worden in een reguliere sfeer en kan worden gemaakt met lagere temperaturen, waardoor hij compatibel is met het plastic apparaten zal het vermogen.

Onderzoekers van Georgia Tech hebben aangetoond dat een nieuwe transistor voor gebruik op flexibele plastic elektronica, die bekend staat als een top-gate organische field-effect transistor met een bilaag gate-isolator. De transistor eigenschappen te geven het ongelooflijk stabiel, terwijl vertonen goede prestaties.

Het onderzoeksteam gebruikte een bestaande halfgeleider-en veranderde de gate diëlektrische omdat transistor prestaties hangt niet alleen af ​​van de halfgeleider zelf, maar ook op het raakvlak tussen de halfgeleiderindustrie en de poort diëlektrische.

"In plaats van met behulp van een diëlektrisch materiaal, zoals velen hebben gedaan in het verleden hebben we een bilaag gate diëlektrische ontwikkeld", zegt Bernard Kippelen, directeur van het Centrum voor Biologische fotonica en elektronica en professor in School Georgia Tech's van Electrical and Computer Engineering.

De bilaag diëlektrische is gemaakt van een gefluoreerd polymeer bekend als CYTOP en een high-k metal-oxide laag aangemaakt door atomic layer deposition. Alleen wordt gebruikt, elke stof heeft zijn voordelen en zijn nadelen.

CYTOP is bekend dat het aantal defecten op het grensvlak van de organische halfgeleider vorm, maar het heeft ook een zeer lage diëlektrische constante, die een verhoging van de stuurspanning vereist. De high-k metal-oxide maakt gebruik van een lage spanning, maar heeft geen goede stabiliteit als gevolg van een groot aantal defecten aan de interface.

Dus, Kippelen en zijn team vroeg zich af wat er zou gebeuren als ze de twee stoffen gecombineerd in een bilaag. Zou de nadelen elkaar opheffen?

"Toen we begonnen met de test experimenten te doen, de resultaten verbluffend zijn. We hadden een goede stabiliteit verwacht, maar niet tot het punt van het hebben van geen degradatie in mobiliteit voor meer dan een jaar", zei Kippelen.

Het team voerde een batterij van tests om te zien hoe stabiel de bilaag was. Ze fietsten de transistors 20.000 keer. Er was geen degradatie. Ze getest onder een continue biostress waar ze liepen zo hoog mogelijke stroom door. Er was geen degradatie. Ze hebben zelfs stak het in een plasma kamer voor vijf minuten. Er was nog geen degradatie.

De enige keer dat zij zagen een afbraak was toen ze liet vallen in aceton gedurende een uur. Er was wat degradatie, maar de transistor was nog steeds operationeel.

Niemand was meer verbaasd dan Kippelen.

"Ik had altijd vraagtekens bij het concept van het hebben van lucht-stabiele field-effect transistors, omdat ik dacht dat je zou altijd de transistoren te combineren met enkele barrière coating om ze te beschermen tegen zuurstof en vocht. We hebben ons verkeerd bewezen door dit werk, "aldus Kippelen.

"Door de bilaag gate-isolator we twee verschillende degradatie mechanismen die op hetzelfde moment hebben, maar de effecten zijn zodanig dat ze compenstate voor elkaar", legt Kippelen. "Dus als je een het leidt tot een afname van de huidige, als u de andere kant leidt tot een verschuiving van de thereshold spanning en na verloop van tijd tot een toename van de stroom. Maar als je ze combineren, hun effecten heffen. "

"Dit is een elegante manier van oplossen van het probleem. Dus, in plaats van te proberen om een ​​effect te verwijderen, hebben we twee processen die elkaar compliment en als gevolg daarvan heb je een resultaat dat rock stable nam."

De transistor geleidt stroom en draait op een spanning vergelijkbaar met amorf silicium, de huidige industrie standaard die wordt gebruikt op glas substraten, maar kan worden geproduceerd bij temperaturen beneden 150 ° C, in lijn met de mogelijkheden van plastic substraten. Het kan ook worden gemaakt in een normale atmosfeer, waardoor het makkelijker te fabriceren dan andere transistors.

Toepassingen voor deze transistors zijn slimme verbanden, RFID-tags, plastic zonnecellen, licht stralers voor smart cards - vrijwel elke toepassing waar stabiele vermogen en een flexibele ondergrond nodig zijn.

In dit artikel de tests werden uitgevoerd op glas substraten. Vervolgens wordt het team plannen op het aantonen van de transistors op flexibele plastic substraten. Dan zullen zij testen de mogelijkheid om de bilaag transistoren te vervaardigen met inkjet printing technologieën.

Bron: http://www.gatech.edu/

Last Update: 5. October 2011 18:47

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit