روشی ساده برای تولید ترانزیستور اثرمیدان تک‌بلوری

محققان موفق به ارائه روشی ساده برای تولید انبوه ترانزیستورهای اثرمیدان تک بلوری شدند. این ترانزیستورها به دلیل نقص ساختاری کمی که دارند، عملکرد بسیار بالایی دارند.

ترانزیستورهای اثرمیدان (FETs) از جنس تک بلورهای آلی دارای قدرت انتقال بسیار بالایی هستند. دلیل این امر آن است که نقص ساختاری در آن‌ها بسیار کمتر از ترکیبات آمورف و چند بلوری است. با این حال تولید ادوات تک‌بلوری بسیار دشوار است.
هم از نظر مطالعات بنیادی و هم از نظر فنی، تولید ترانزیستورهای اثرمیدان بسیار ایده‌آل است. اخیرا مقاله‌ای با عنوان “Large-scale fabrication of field-effect transistors based on solution-grown organic single crystals” در نشریه Science Bulletin منتشر شده‌است که در آن گروه تحقیقاتی هانیانگ لی روشی ساده‌ برای تولید ادوات نیمه‌هادی آلی تک‌بلوری ارائه کرده‌اند. با این روش می‌توان ساختارهایی روی زیرلایه با ابعاد 1 در 2 سانتیمتر رشد داد.
این روش کاملاً کنترل شده بوده و بلورها با استفاده از فشار ستونی حاصل از یک سوزن بسیار نازک ایجاد می‌شود. از آنجایی که بلورها در یک مساحت وسیع تراز می‌شوند، امکان تولید ادوات الکترونیکی با این روش امکان‌پذیر می‌شود.
نکته بسیار مهم، سادگی این روش است که با استفاده از آن می‌توان از مواد نیمه‌هادی آلی و مواد معدنی استفاده کرد.
در این پروژه با استفاده از بلورهای پنتاسن-TIPS آرایه‌های بزرگی از ترانزیستورهای اثرمیدان ساخته شد. در میان 330 دستگاهی که به‌صورت تصادفی انتخاب شده بودند، میانگین حرکت حفره 3.44 cm2V-1s-1 بود. ولتاژ درگاه در این سیستم بین 20 تا 58- است.
در میان این 330 دستگاه، 328 ترانزیستور اثرمیدان وجود داشت که حرکت بارها در آن بالای یک cm2V-1s-1 بوده و آن دو ترانزیستور دیگر حرکتی برابر با 0.94 cm2V-1s-1 و 0.92 cm2V-1s-1 داشتند.
عملکرد به‌دست آمده از این ترانزیستورها نسبت به ترانزیستورهایی که تا‌کنون ساخته شده بسیار عالی است. در واقع محققان با یک روش بسیار ساده موفق به ساخت ادوات نیمه‌هادی تک‌بلوری شدند که عملکرد بسیار خوبی دارد.