نُشر في 9 أغسطس 2024، الساعة 15:30، صحيفة إي إي تايمز اليابان
طوّر فريق بحثي من جامعة هوكايدو اليابانية، بالتعاون مع جامعة كوتشي للتكنولوجيا، ترانزستورًا رقيقًا من أكسيد المعادن يتميز بحركية إلكترونية تبلغ 78 سم²/فولت.ثانية واستقرار ممتاز. وسيُمكّن هذا الترانزستور من تشغيل شاشات الجيل القادم من أجهزة تلفزيون OLED بدقة 8K.
يتم تغطية سطح الطبقة الرقيقة النشطة بغشاء واقٍ، مما يحسن الاستقرار بشكل كبير
في أغسطس 2024، أعلن فريق بحثي يضم الأستاذ المساعد يوساكو كيو والأستاذ هيروميتشي أوتا من معهد أبحاث العلوم الإلكترونية بجامعة هوكايدو، بالتعاون مع الأستاذ مامورو فوروتا من كلية العلوم والتكنولوجيا بجامعة كوتشي للتكنولوجيا، عن تطويرهم "ترانزستورًا رقيقًا من الأكسيد" يتميز بحركية إلكترونية تبلغ 78 سم²/فولت.ثانية واستقرار ممتاز. وسيُمكّن هذا الترانزستور من تشغيل شاشات الجيل القادم من تلفزيونات OLED بدقة 8K.
تستخدم أجهزة تلفزيون OLED الحالية بدقة 4K ترانزستورات الأغشية الرقيقة من أكسيد الإنديوم والغاليوم والزنك (a-IGZO TFTs) لتشغيل الشاشات. تبلغ حركة الإلكترونات في هذا الترانزستور حوالي 5 إلى 10 سم²/فولت.ثانية. مع ذلك، يتطلب تشغيل شاشة الجيل التالي من أجهزة تلفزيون OLED بدقة 8K ترانزستور أغشية رقيقة من أكسيد الإنديوم والغاليوم والزنك (a-IGZO TFTs) بحركة إلكترونات تبلغ 70 سم²/فولت.ثانية أو أكثر.
قام الأستاذ المساعد ماجو وفريقه بتطوير ترانزستور رقيق (TFT) ذي حركة إلكترونية تبلغ 140 سم²/فولت.ثانية، باستخدام طبقة رقيقة منأكسيد الإنديوم (In2O3)بالنسبة للطبقة النشطة. ومع ذلك، لم يتم استخدامها عمليًا لأن استقرارها (موثوقيتها) كان ضعيفًا للغاية بسبب امتصاص جزيئات الغاز في الهواء وانفصالها.
هذه المرة، قرر فريق البحث تغطية سطح الطبقة النشطة الرقيقة بغشاء واقٍ لمنع امتصاص الغاز من الهواء. وأظهرت النتائج التجريبية أن الترانزستورات الرقيقة ذات الأغشية الواقية منأكسيد الإيتريوموأكسيد الإربيومأظهرت استقرارًا عاليًا للغاية. علاوة على ذلك، بلغت حركة الإلكترونات 78 سم²/فولت.ثانية، ولم تتغير الخصائص حتى عند تطبيق جهد ±20 فولت لمدة ساعة ونصف، وظلت مستقرة.
من ناحية أخرى، لم يتحسن الاستقرار في الترانزستورات الرقيقة التي استخدمت أكسيد الهافنيوم أوأكسيد الألومنيومكأغشية واقية. وعندما تم فحص الترتيب الذري باستخدام المجهر الإلكتروني، وُجد أنأكسيد الإنديوم وأكسيد الإيتريوم كانت الطبقات مترابطة بإحكام على المستوى الذري (نمو غير متجانس). في المقابل، تأكد أنه في الترانزستورات الرقيقة التي لم تتحسن استقراريتها، كانت الواجهة بين أكسيد الإنديوم والطبقة الواقية غير متبلورة.