Julkaistu 9. elokuuta 2024 klo 15.30 EE Times Japan
Japanilaisen Hokkaidon yliopiston tutkimusryhmä on kehittänyt yhdessä Kochin teknillisen yliopiston kanssa "oksidiohutkalvotransistorin", jonka elektronien liikkuvuus on 78 cm²/Vs ja jolla on erinomainen stabiilius. Sillä voidaan ohjata seuraavan sukupolven 8K OLED -televisioiden näyttöjä.
Aktiivisen kerroksen ohutkalvon pinta on peitetty suojakalvolla, mikä parantaa huomattavasti vakautta
Elokuussa 2024 tutkimusryhmä, johon kuuluivat apulaisprofessori Yusaku Kyo ja professori Hiromichi Ota Hokkaidon yliopiston elektroniikkatieteen tutkimuslaitoksesta, ilmoitti yhteistyössä Kochin teknillisen yliopiston luonnontieteiden ja teknologian tiedekunnan professori Mamoru Furutan kanssa kehittäneensä "oksidiohutkalvotransistorin", jonka elektronien liikkuvuus on 78 cm2/Vs ja jolla on erinomainen stabiilius. Sillä voidaan ohjata seuraavan sukupolven 8K OLED -televisioiden näyttöjä.
Nykyisissä 4K OLED -televisioissa käytetään näyttöjen ohjaamiseen oksidi-IGZO-ohutkalvotransistoreja (a-IGZO TFT). Tämän transistorin elektronien liikkuvuus on noin 5–10 cm²/Vs. Seuraavan sukupolven 8K OLED -television näytön ohjaamiseen tarvitaan kuitenkin oksidiohutkalvotransistori, jonka elektronien liikkuvuus on vähintään 70 cm²/Vs.
Apulaisprofessori Mago ja hänen tiiminsä kehittivät TFT:n, jonka elektronien liikkuvuus oli 140 cm²/Vs²², käyttäen ohutta kalvoaindiumoksidi (In2O3)aktiiviselle kerrokselle. Sitä ei kuitenkaan sovellettu käytännössä, koska sen stabiilius (luotettavuus) oli erittäin heikko ilmassa olevien kaasumolekyylien adsorptio- ja desorptiovaikutuksen vuoksi.
Tällä kertaa tutkimusryhmä päätti peittää ohuen aktiivikerroksen pinnan suojakalvolla estääkseen kaasun adsorboitumisen ilmaan. Kokeelliset tulokset osoittivat, että TFT:t, joiden suojakalvot olivatyttriumoksidijaerbiumoksidiosoitti erittäin korkeaa stabiilisuutta. Lisäksi elektronien liikkuvuus oli 78 cm2/Vs, eivätkä ominaisuudet muuttuneet edes silloin, kun ±20 V:n jännitettä käytettiin 1,5 tunnin ajan, vaan ne pysyivät vakaina.
Toisaalta stabiilius ei parantunut TFT-näytöissä, joissa käytettiin hafniumoksidia taialumiinioksidisuojakalvoina. Kun atomien järjestystä tarkasteltiin elektronimikroskoopilla, havaittiin, ettäindiumoksidi jayttriumoksidi olivat tiukasti sitoutuneet atomitasolla (heteroepitaksiaalinen kasvu). Sitä vastoin vahvistettiin, että TFT:issä, joiden stabiilius ei parantunut, indiumoksidin ja suojakalvon välinen rajapinta oli amorfinen.