Разработаны новые тонкопленочные транзисторы, благодаря которым можно наладить массовое производство гибкой электроники

Компьютеры, мобильные телефоны, которые можно будет сворачивать как листок бумаги, по праву считаются будущим потребительской электроники. Однако, одной из непреодолимых на сегодняшний день проблем, которая тормозит развитие всего направления гибкой электроники в целом, является то, что существующие технологии производства не могут обеспечить массовое производство гибких электронных компонентов и приборов, обладающих идентичными электронными характеристиками. Однако, благодаря разработанному учеными из Суррейского университета новому компоненту, момент, когда появятся первые гибкие устройства, стал намного ближе.

Группа из Института передовых технологий (Advanced Technology Institute, ATI) Суррейского университета, работая совместно с учеными компании Phillips, разработала, изготовила и продемонстрировала опытные работающие образцы тонкопленочных транзисторов, на основе которым можно строить электронные логические схемы любой сложности. Кроме этого, новые транзисторы изготавливаются достаточно просто, что позволяет реализовать их массовое производство при большом значении показателя повторяемости их характеристик.

«Люди рассуждают о гибкой электронике уже более 20 лет, а в последнее время некоторые исследователи все чаще демонстрируют образцы гибких электронных устройств» — рассказывает доктор Рэду Спореа (Dr Radu Sporea), — «Но в действительности все еще не так хорошо, даже если вы в своей лаборатории изготовите пять однотипных гибких устройств, то их характеристики будут весьма значительно отличаться от экземпляра к экземпляру».

В основу тонкопленочного транзистора легла структура SGT-транзистора (source-gated transistor), разработанного около десятилетия назад. Такие транзисторы работают в пять-десять раз медленнее, нежели обычные биполярные или полевые транзисторы, но они являются более надежными в работе, они потребляют меньше энергии в работе и переносят высокий уровень внешних электрических и магнитных воздействий, что позволяет избавиться от необходимости использования дополнительных защитных цепей. Такие свойства SGT-транзистора дает ему то, что управление движением потока электронов осуществляется не в объеме кристалла полупроводникового материала, а в точке контакта металла с полупроводником.

«Вы можете представить себе недорогие электронные устройства, у которых нет никакого дисплея, но которые могут быть напечатаны на пластике или ткани, из которой изготовлена ваша одежда. Если в составе этих устройств будут находиться обычные полевые транзисторы, то вам нельзя будет даже близко приближаться к источникам радиоизлучения. Мощности радиоволн, излучаемых мобильным телефоном или точкой доступа Wi-Fi, будет вполне достаточно для того, чтобы вывести из строя крошечные транзисторы, которые не защищены никакими корпусами и другой электрической экранировкой» — рассказывает доктор Спореа, — «Наша идея заключается в том, что SGT-транзисторы смогут сохранить работоспособность в более жестких условиях и, поэтому, при проектировании гибкой электроники им следует отдать предпочтение».

Кроме всех вышеперечисленных достоинств SGT-транзисторов, они обладают еще одним неоспоримым достоинством. Их структура допускает их изготовление практически из любого полупроводникового материала, включая кремний, органические полупроводники, окись цинка и даже графен, что позволит значительно расширить область применения новых транзисторов.