Tehokas ohutkalvotransistori

University of Albertan insinöörien kehittämä uudenlainen transistori voi mullistaa elektronisia ohutkalvolaitteita.

Heidän saavutukset voisivat avata oven kehittää joustavia elektronisia laitteita sellaisiin sovelluksiin kuin lääketieteellisen kuvantamisen näyttötekniikka sekä uusiutuvan energian tuotanto.

Ohutkalvoisten mosfettien toiminta on rajoittunut pienitehoisiin n-tyypin elektronisiin sovelluksiin koska nämä piirit toimivat unipolaarisesti.

Aiheessa tavanomaisen uusien materiaalien kehittämisen sijaan Albertan tutkijat suunnittelivat uuden bipolaarisen transistoriarkkitehtuurin, joka hyödyntää sekä elektroneja että aukkoja tehostamassa sähköistä antoa.

Heidän ensimmäinen läpimurto oli muodostaa inversoiva kerros elektroniaukoille laajan kaistaneron puolijohteessa.

Kun tämä oli saavutettu, "pystyimme rakentamaan ainutlaatuisen yhdistelmän puolijohtavia ja eristekerroksia, mikä antoi meille mahdollisuuden injektoida aukkoja MOS:in rajapinnassa", toteaa artikkelin johtava tekijä Gem Shoute.

Aukkojen lisäys rajapintaan parantaa elektronien mahdollisuuksia "tunneloitua" eristeen läpi. Tämän kvanttitunnelointi-ilmiön kautta, "olimme vihdoin saavuttaneet transistorin, joka käyttäytyy kuin bipolaaritransistori."

"Se on oikeastaan ​​tehokkain [TFT] rakenne lajissaan kautta aikojen", sanoi materiaalitekniikan professori Ken Cadien. "Tällainen laite on yleensä rajoittunut ei-kiteisen materiaalin ominaisuuksiin, josta se on tehty"

Rakenteen ulottuvuutta voidaan skaalata helposti suorituskyvyn parantamiseksi ja koon pienentämiseksi. Transistori käsittelee ainakin kymmenen kertaa suurempia tehoja kuin kaupalliset ohutkalvotransistorit.

"Yleensä tunnelointivirran pidetään huonona asiana mosfeteissä koska se aiheuttaa tarpeetonta tehohävikkiä, joka ilmenee lämpönä," selitti Shoute. "Mitä olemme tehneet, on rakentaa transistori, joka pitää tunnelointivirtaa hyötynä," toteavat tutkijat yliopistonsa tiedotteessa.

Ryhmä on jo jättänyt väliaikaisen patenttihakemuksen transistoristaan. Seuraava askel on laittaa transistori toimimaan täysin joustavassa mediassa ja soveltaa sitä laitetasolla.