استفاده از احتراق داخلی برای ساخت ترانزیستورهای نازک‌پوسته

این مطلب توسط :اسکندری در تاریخ: چهار شنبه 9 اسفند 1391 ساعت: 16:40 در سایت ارسال شده است.
تعداد بازديد : 668 نظرات ()

به گزارش خبرگزاری الکترونیوز و به نقل از IEEE Spectrum، گروهی از پژوهش‌گران توانسته‌اند راه‌حلی شیمیایی را توسعه دهند که در آن از گرمای داخلی اتم‌های فلز و اکسیژن برای آمیختن آن‌ها استفاده می‌شود و پوسته‌هایی با خاصیت نیمه‌رسانایی، در دمای پایین شکل پیدا می‌کنند. این راه‌کار می‌تواند راه را برای نسل بعدی الکترونیک نازک‌پوسته و انعطاف‌پذیر به شکل ارزان، هموار کند. گزارش این تحقیق، که نتایج بررسی بر روی پوسته‌هایی از چند ترکیب گوناگون را نشان می‌دهد، در مجله‌ی Nature Materials ارائه شده است.الکترونیک نازک‌پوسته‌ی متداول که در صفحات نمایش‌گر تخت امروزی استفاده می‌شود بر اساس ساختارهای بی‌نظم یا غیر بلوری سیلیکون استوار است. امّا این سیلیکون غیر بلوری، تقریباً به حد نهایی کارایی خود رسیده است و یک دسته از مواد جدید (اکسیدهای غیربلوری) به‌زودی در مرحله‌ی تجاری شدن قرار خواهندگرفت. الکترون‌های این اکسیدهای غیر بلوری می‌توانند بسیار بیشتر از سیلیکون غیر بلوری و با همان سرعت، عمل بزرگ‌نمایی را انجام دهند که این مسأله باعث افزایش سرعت در حوزه‌ی الکترونیک خواهد شد. همچنین برخلاف سیلیکون، اکسیدها جریان را به شکل یکسان در هر راستایی حمل می‌کنند که این مسأله آن‌ها را کاندیدای مناسبی برای کاربردهای الکترونیک قابل خمش، مانند آرایه‌های خورشیدی انعطاف‌پذیر و نمایش‌گرهای روی هم جمع شونده یا قابل انباشت (roll-up) می‌نماید.

برای ساخت این پوسته‌های نازک، مهندسان در آغاز به عمل کاتدپرانی روی آوردند که در آن ماده‌ی بخار شده به سمت ماده‌ی هدف که داخل یک محفظه‌ی خلا بود، پرتاب می‌شد. این فرایند در صورتی‌که ماده را بتوان به جای یک محلول اعمال کرد، ذاتاً ارزان قیمت است، امّا طرفداران روش محلول محور بایستی با فیزیک نامناسبی روبه‌رو شوند. گرما باید برای متراکم کردن اکسید فلز به آن اعمال شود و در صورتی‌که ماده تا میزان 300 درجه‌ی سانتیگراد گرم شود، عمل‌کرد بهتری خواهد داشت که البته این مقدار تقریباً 100 درجه بالاتر از بیشترین میزان قابل تحمل برای پلاستیک‌های انعطاف‌پذیر است.بسیاری از اکسیدهای فلزی نازک‌‌پوسته که به عنوان راه‌حل مطرح شده اند، با استفاده از آب و نمک‌های شامل آب ساخته شده‌اند. در صورتی‌که دما به اندازه‌ی کافی افزایش یابد، اتم‌های اکسیژن به اتم‌های فلز پیوسته و زنجیره‌ای نامنظم از پیوندهای فلز با اکسیژن را تشکیل می‌دهند. این گروه دریافته است که اگر سوختی مانند acetylacetone یا اوره در این ترکیب باشد، می‌تواند انرژی درونی این ترکیب را افزایش دهد.
یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های پیش روی این گروه، یافتن راهی برای رویارویی با تغییرات ساختاری ایجاد شده در فرایند سوختن بوده است. گرمای داخلی می‌تواند باعث ایجاد حفره‌هایی در پوسته‌های تولیدی شود. به گفته‌ی یکی از اعضای گروه، این حفره‌ها برای حس‌گرها و کاتالیزورها که به سطح زیادی نیاز دارند، مفید هستند. امّا این شکاف‌ها از آنجائی‌که همپوشانی بین ابرهای الکترونی را کاهش می‌دهند و در نتیجه‌ی آن توانایی انتقال جریان را کم می‌کنند، برای پوسته‌های نازک زیان‌آور هستند.

فَکچِتی (Facchetti) از اعضای این گروه که با شرکت Polyera نیز هم‌کاری می‌نماید، می‌گوید: «یکی از چالش‌های بزرگ، اطمینان از این است که ما خواهیم توانست یک پوسته‌ی با چگالی بالا بسازیم. راه‌کار نهایی برای حل مشکل حفره‌ها که به وسیله‌ی این گروه ارائه شده است به این شکل است که باید به تناوب عمل رسوب‌گزاری و حرارت دادن را برای ساخت پوسته‌ی نهایی، از لایه‌های نازک انجام داد.سؤال بزرگی که باید در کارهای بعدی پاسخ داده شود، چگونگی پایداری این قطعات است. ولتاژ آستانه‌ی لازم برای روشن کردن این ترانزیستورها، در اثر استفاده انحراف پیدا می‌کند که این رفتار در دماهای کم، مشکل‌سازتر می‌شود.

بخش نظرات این مطلب

برای دیدن نظرات بیشتر روی شماره صفحات در زیر کلیک کنید

نمایش کلیه نظرات

الکتروتکنیک-برق صنعتی

پربیننده ترین مطالب سایت:

آخرین مطالب سایت:

استفاده از احتراق داخلی برای ساخت ترانزیستورهای نازک‌پوسته

مطالب مرتبط

بخش نظرات این مطلب