|
ترانزیستورهای اثر- میدانی-n (FET)کانالی با عملکرد بالا ـ که شامل مولکول‌های
فلوراین و C60 هستند ـ را محققان انگلیسی و هلندی ساختند. تحرک‌پذیری الکترونی
تا مقدار۰/۱۵ cm2/vs ، که در این افزاره‌ها قابل حصول بوده، باعث می‌شود که در
کاربردهایی مانند الکترونیک آلی بزرگ‌مقیاس سودمند باشد.
اکثر تحقیقات انجام‌شده در مورد ترانزیستورهای لایه‌نازک بر روی ترانزیستورهای
p-کانالی صورت گرفته‌است، که علت آن را می‌توان به پایداری محیطی ضعیف و
تحرک‌پذیری حامل اثر- میدانی پایین در ترانزیستورهای n-کانالی نسبت داد. با این
حال، مدارهای منطقی آلی با عملکرد بالا؛ مانند درگاه‌های منطقی مکمل مثل
وارونه‌سازهای ولتاژ، NOR، NAND، درگاه‌ها، و… به هردو ترانزیستور n-
وp-کانالی نیاز دارند. علاوه بر این، بهترین افزاره‌های n-کانالی ـ که تا به
امروز شناخته شده‌اند ـ الگودهی و فراوری دشواری دارند.
توماس آنتوپولوس، از امپریال کالج لندن و همکارانش از دانشگاه گرونینگن و
فیلیپس آیند هاون، با ساخت ترانزیستورهای ترابرد الکترونی(n-کانالی) با
تحرک‌پذیری بالا، و مدارهای مجتمعی ـ که براساس نیم‌رساناهای آلی فراوری‌شده با
محلول می‌باشد ـ توانستند بر این مشکلات غلبه کنند. اینها از مشتقات مختلف
فولرن C60 ـ که شامل فولراین است ـ تشکیل شده‌اند.
بدون پس فراوری
محققان فهمیده‌اند که تحرک‌پذیری بالای الکترونی به‌طور مستقیم از افزاره‌های
فراوری‌شده در دمای اتاق به دست می‌آید، بدون اینکه نیازی به مرحله‌های فراوری
بعدی مانند پخت گرمایی و یا بخار وجود داشته باشد. این افزاره‌ها با به‌کارگیری
الکترودهای طلای چشمه/دررو (gold source/drain electrodes) و استفاده از معماری
ترانزیستوری عمق-درگاه، عمق-تماس(BG-BC) ساخته شده‌اند. آنتوپولوس
می‌گوید:«ساختار BG-BC از نظر فناوری بسیار جالب است، زیرا با استفاده از
روش‌های استاندارد فوتولیتوگرافی قابل ساخت است.»
او توضیح داد که با اعمال یک ولتاژ بایاس صحیح به الکترودهای چشمه، دررو، و
درگاه، جریان کانال می‌تواند بیش از شش مرتبه دامنه مدوله‌سازی گردد. این به
معنای آن است که از این افزاره‌ها می‌توان به‌عنوان سوئیچ‌های الکترونیکی نیز
استفاده کرد. این گروه با مجتمع‌سازی چنین ترانزیستورهای n-کانالی، قادر به
طراحی و ساخت مدارهای منطقی پیچیده‌ای مانند نوسانگرهای حلقه‌ای چندمرحله‌ای
گردید.
محققانی مانند گروه آنتوپولوس قبل از این نیز گزارش‌هایی در مورد OFETهای
n-کانالی با تحرک‌پذیری بالا ـ که از مشتقات فولرن قابل فراوری در محلول ساخته
می‌شوند ـ ارائه کرده بودند. با این حال، اکثر این کارها بر اساس ساختارهای
ترانزیستوری BG-BC استوار است که از کانال‌هایی با طول بیش از ۲۰ میکرومتر و
الکترودهای چشمه-دررو بسیار اکسیدشونده استفاده کرده‌اند. به همین دلیل
مجتمع‌سازی آنها به‌صورت افزاره‌ای مشکل بوده‌است. این کار جدید با به‌کارگیری
الکترودهای طلای چشمه –دررو ـ که در هوا پایدار هستند ـ به‌طور موفقیت‌آمیزی
فعالیت n-کانالی با کارایی بالا را با ساختارهای BG-BC ـ که روش ساخت ساده‌ای
دارند ـ ترکیب می‌کند. آنتوپولوس گفت:«کلید اصلی این موفقیت، کار گروه جان
هیوملن از دانشگاه گرونینگن است.»
کاربردهای این افزاره‌های جدید شامل صفحه نمایش‌های اپتیکی بدیع؛ مانند صفحه
نمایش‌های انعطاف‌پذیر و رولت‌شونده که براساس LEDهای آلی هستند، و مدارهای
الکترونیکی ارزان‌قیمت مانند برچسب‌های شناسایی رادیوفرکانسی(RFID) است.
|
