Site Sponsors
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
Posted in | Nanoelectronics

Georgia Tech-teamet Demonstrerer Nye Transistor for bruk i fleksibel plast Electronics

Published on January 29, 2011 at 4:22 AM

I søken etter å utvikle fleksible plast elektronikk, en av hindringene har vært å lage transistorer med nok stabilitet for dem å fungere i en rekke miljøer samtidig opprettholde dagens trengs for å drive enhetene.

Online i tidsskriftet Advanced Materials, forskere fra Georgia Institute of Technology beskriver en ny metode for å kombinere topp-gate organiske felt-effekt transistorer med en bilayer gate isolator. Dette gjør at transistor til å utføre med en utrolig stabilitet mens utviser god dagens prestasjon. I tillegg kan transistoren være masse produsert i en vanlig atmosfære og kan bli laget med lavere temperaturer, noe som gjør den kompatibel med plast enhetene den viljestyrke.

Forskere ved Georgia Tech har demonstrert en ny transistor for bruk på fleksibel plast elektronikk, kjent som en topp-gate organiske felt-effekt transistor med en bilayer gate isolator. Transistoren egenskaper gi det utrolig stabilitet samtidig viser god ytelse.

Forskerteamet brukte en eksisterende halvleder og endret gate dielektriske fordi transistor ytelsen avhenger ikke bare av halvledere selv, men også på grensesnittet mellom halvleder og porten dielektriske.

"Heller enn å bruke en enkelt dielektrisk materiale, som mange har gjort i fortiden, har vi utviklet en bilayer gate dielektrikum," sier Bernard Kippelen, direktør for Senter for økologisk Photonics og Elektronikk og professor i Georgia Tech School of Electrical og Computer Engineering.

Den bilayer dielektrisk er laget av en fluorisert polymer kjent som CYTOP og en high-k metal-oksidsjiktet opprettet av atom lag deponering. Brukes alene, har hver substans sine fordeler og sine ulemper.

CYTOP er kjent for å danne noen defekter i grenselandet mellom det organiske halvledere, men det har også en svært lav dielektrisk konstant, noe som krever en økning i stasjonen spenning. Den høye-k metal-oksid bruker lav spenning, men har ikke god stabilitet på grunn av et høyt antall defekter på grensesnittet.

Så lurte Kippelen og hans team hva som ville skje hvis de kombinerte de to stoffene i en bilayer. Ville ulempene kansellere hverandre ut?

"Da vi begynte å gjøre testen eksperimenter, resultatene var forbløffende. Vi var forventet god stabilitet, men ikke poenget med å ha ingen degradering i mobilitet for mer enn et år," sa Kippelen.

Teamet utførte et batteri av tester for å se hvor stabil den bilayer var. De syklet transistorer 20.000 ganger. Det var ingen degradering. De testet den under en kontinuerlig biostress der de løp høyest mulig strøm gjennom det. Det var ingen degradering. De selv stakk den i en plasma kammer i fem minutter. Det var fortsatt ingen degradering.

Den eneste gangen de så noen degradering var da de droppet det i aceton i en time. Det var noen degradering, men transistor var fortsatt operative.

Ingen var mer overrasket enn Kippelen.

"Jeg hadde alltid spørsmålstegn ved konseptet med å ha air-stabile felt-effekt transistorer, fordi jeg trodde du ville alltid ha å kombinere transistorer med noen barriere belegg for å beskytte dem fra oksygen og fuktighet. Vi har bevist oss feil gjennom dette arbeidet, »sa Kippelen.

"Ved å ha bilayer gate isolator har vi to forskjellige degraderingsmekanismer som skjer på samme tid, men effekten er slik at de compenstate for hverandre," forklarer Kippelen. "Så hvis du bruker en det fører til en reduksjon av dagens, hvis du bruker den andre det fører til en forskyvning av thereshold spenning og over tid til en økning av den nåværende. Men hvis du kombinerer dem, deres effekter kansellere ut. "

"Dette er en elegant måte å løse problemet. Så, heller enn å prøve å fjerne en effekt, tok vi to prosesser som utfyller hverandre og som et resultat du har et resultat som er stein stabil."

Transistoren gjennomfører strøm og kjører på en spenning sammenlignes med amorfe silisium, dagens industristandard som brukes på glass underlag, men kan bli produsert ved temperaturer under 150 ° C, i tråd med egenskapene til plast underlag. Det kan også opprettes i en vanlig atmosfære, noe som gjør det lettere å dikte enn andre transistorer.

Søknader for disse transistorene er smart bandasjer, RFID-brikker, plast solceller, lys emittere for smartkort - nær sagt alle bruksområder hvor stabil kraft og et fleksibelt underlag er nødvendig.

Last Update: 7. October 2011 05:40

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