美國制造出運行最快的有機薄膜晶體管

據(jù)報道，美國內(nèi)布拉斯加林肯大學(xué)和斯坦福大學(xué)的科學(xué)家們制造出了目前世界上運行最快的有機薄膜晶體管，證明了該技術(shù)在制造高清顯示設(shè)備和透明電子設(shè)備上的巨大潛力。相關(guān)論文發(fā)表在2014年1月8日出版的 《自然·通信》雜志上。

多年來，各國科學(xué)家一直試圖用廉價的富碳分子和塑料來制造性能接近硅技術(shù)的有機半導(dǎo)體，但鮮見突破性的進展。此次由斯坦福大學(xué)化學(xué)工程學(xué)教授鮑哲南 （音譯）和內(nèi)布拉斯加林肯大學(xué)機械和材料工程學(xué)助理教授黃勁松 （音譯）領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊，革新了傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)，大幅度地提高了有機薄膜晶體管的載流子遷移率，使其性能與昂貴的、基于硅技術(shù)的弧形顯示器不相上下。

目前，制造有機薄膜晶體管的傳統(tǒng)工藝是，先通過在旋轉(zhuǎn)的盤片上滴落由富碳分子和互補塑料組成的特殊溶液，而后通過旋轉(zhuǎn)作用力，讓復(fù)合溶液均勻地散布在盤片上形成薄膜。而被稱為 “偏心旋轉(zhuǎn)涂布”技術(shù)的新工藝對此進行了革新。研究人員加快了盤片的旋轉(zhuǎn)速度，減少涂布面積并增加密度，將之前的大轉(zhuǎn)盤換成了一塊只有郵票大小的玻璃。相對于傳統(tǒng)的制造工藝，新方法單位面積上沉積的有機分子濃度更高，極大地改善了薄膜晶體管的載流子遷移率，而這是衡量電荷通過晶體管速度的重要指標(biāo)。

研究人員稱，目前只是初步實驗，因此還不能精確地控制有機材料的涂布隊列，實現(xiàn)均勻的載流子遷移率。但即便在這個階段，新技術(shù)生產(chǎn)出的有機薄膜晶體管在性能上也已遠遠地超過了目前傳統(tǒng)的有機半導(dǎo)體，達到了高端電子產(chǎn)品中使用的多晶硅材料水平。鮑哲南表示，該技術(shù)的進一步改進將有望為廉價、高性能透明電子設(shè)備的制造鋪平道路。目前的實驗所采用的載體是玻璃，之后將逐漸地過渡到柔性塑料?，F(xiàn)在，他們已經(jīng)能夠制造出肉眼可視透明度為90%的高性能有機薄膜晶體管。