Ensimmäinen mustetransistori

University of Pennsylvanian insinöörit ovat onnistuneen valmistamaan ensimmäisen kokonaan musteista tehdyn transistorin

Saavutus mahdollistaa rakentaa elektronisia komponentteja erityisesti joustaviin tai puettaviin sovelluksiin, koska prosessissa voidaan käyttää pienempiä lämpötiloja ja sitä voidaan soveltaa suuremmille aloille.

Tutkijoiden kenttävaikutustransistorit kuvioitiin taipuisan alustan päälle erilaisin pinnoitustekniikoin mutta sellainen voitaisiin mahdollisesti rakentaa myös lisäaine valmistusjärjestelmillä, kuten 3-D tulostimilla.

Ryhmä käytti nanokiteisiin perustuvaa neljää erilaista mustetta: johdin (hopea), eriste (alumiinioksidi), puolijohde (kadmiumselenidi) ja johdin yhdistettynä seostukseen (sekoitus hopeaa ja indiumia).

Tutkijoille kysymys oli siitä, voiko mustetta asettaa jollekin pinnalle siten, että ne muodostavat yhdessä toiminnallisen transistorin eivätkä liuota aiemmin luotua kerrosta pilalle.

Aluksi johtavaa hopeamustetta saostettiin nestemäisenä joustavalle valolitografisen maskin sisältävälle muovipinnalle. Nopea pyöritys vetää musteen tasaiseksi kerrokseksi ja maskin poiston jälkeen alustalle jää transistorin hilaelektrodi.

Seuraavaksi kerrostettiin alumiinioksidia eristeeksi, sitten kerros kadmiumselenidiä puolijohteeksi ja lopulta toisen maskin avulla kerros indiumin-hopeaseosta, jotka muodostavat transistorin lähteen ja nielun elektrodit. Kuumennettaessa suhteellisen matalissa lämpötiloissa, indium seostusaine leviää näistä elektrodeista osaksi puolijohdekomponenttia.

Koska tämä täysin mustepohjainen valmistusprosessi toimii alemmissa lämpötiloissa kuin nykyiset tyhjiöön perustuvat menetelmät, tutkijat pystyivät tekemään useita transistoreita samalle joustavalle muovitaustalle samanaikaisesti.

Tutkijat eivät ole kehittäneet aivan kaikkia tarvittavia seikkoja painotekniikalla sovellettavaksi mutta he uskovat, että koska nämä materiaalit ovat kaikki liuosperustaisia, se osoittaa tämän materiaaliluokan lupaustaja asettaa uuden vaiheen lisäaineiseen valmistukseen.