เผยแพร่เมื่อวันที่ 9 สิงหาคม 2024 เวลา 15:30 น. EE Times Japan
กลุ่มวิจัยจากมหาวิทยาลัยฮอกไกโดของญี่ปุ่นได้ร่วมกันพัฒนา "ทรานซิสเตอร์ฟิล์มบางออกไซด์" ที่มีความคล่องตัวของอิเล็กตรอนที่ 78cm2/Vs และความเสถียรที่ดีเยี่ยมกับมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Kochi จะสามารถขับเคลื่อนหน้าจอของทีวี OLED 8K รุ่นต่อไปได้
พื้นผิวของฟิล์มบางชั้นที่ใช้งานอยู่ถูกปกคลุมด้วยฟิล์มป้องกัน ซึ่งช่วยเพิ่มเสถียรภาพได้อย่างมาก
ในเดือนสิงหาคม ปี 2024 กลุ่มวิจัยซึ่งรวมถึงผู้ช่วยศาสตราจารย์ Yusaku Kyo และศาสตราจารย์ Hiromichi Ota จากสถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์อิเล็กทรอนิกส์ มหาวิทยาลัยฮอกไกโด ร่วมกับศาสตราจารย์ Mamoru Furuta จากคณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Kochi ได้ประกาศว่าพวกเขาได้ พัฒนา "ทรานซิสเตอร์ฟิล์มบางออกไซด์" ที่มีความคล่องตัวของอิเล็กตรอนที่ 78cm2/Vs และความเสถียรที่ยอดเยี่ยม จะสามารถขับเคลื่อนหน้าจอของทีวี OLED 8K รุ่นต่อไปได้
ทีวี 4K OLED ในปัจจุบันใช้ทรานซิสเตอร์ฟิล์มบางออกไซด์-IGZO (a-IGZO TFT) เพื่อขับเคลื่อนหน้าจอ การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนของทรานซิสเตอร์นี้คือประมาณ 5 ถึง 10 cm2/Vs อย่างไรก็ตาม ในการขับเคลื่อนหน้าจอของทีวี 8K OLED เจเนอเรชั่นถัดไป จำเป็นต้องใช้ทรานซิสเตอร์ฟิล์มบางออกไซด์ที่มีความคล่องตัวของอิเล็กตรอน 70 cm2/Vs หรือมากกว่า
ผู้ช่วยศาสตราจารย์ Mago และทีมงานของเขาได้พัฒนา TFT ด้วยการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่ 140 cm2/Vs 2022 โดยใช้ฟิล์มบางๆ ของอินเดียมออกไซด์ (In2O3)สำหรับชั้นที่ใช้งานอยู่ อย่างไรก็ตาม ไม่ได้นำไปใช้จริงเนื่องจากความเสถียร (ความน่าเชื่อถือ) ต่ำมากเนื่องจากการดูดซับและการสลายโมเลกุลก๊าซในอากาศ
ในครั้งนี้ กลุ่มวิจัยได้ตัดสินใจคลุมพื้นผิวของชั้นแอคทีฟบางๆ ด้วยฟิล์มป้องกัน เพื่อป้องกันไม่ให้ก๊าซถูกดูดซับในอากาศ ผลการทดลองพบว่า TFT ที่มีฟิล์มป้องกันของอิตเทรียมออกไซด์และเออร์เบียมออกไซด์มีความมั่นคงสูงมาก ยิ่งไปกว่านั้น การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอยู่ที่ 78 cm2/Vs และคุณลักษณะไม่เปลี่ยนแปลงแม้ว่าจะใช้แรงดันไฟฟ้า ±20V เป็นเวลา 1.5 ชั่วโมง โดยยังคงความเสถียร
ในทางกลับกัน ความเสถียรไม่ดีขึ้นใน TFT ที่ใช้แฮฟเนียมออกไซด์หรืออลูมิเนียมออกไซด์เป็นฟิล์มป้องกัน เมื่อสังเกตการจัดเรียงอะตอมด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน พบว่าอินเดียมออกไซด์ และอิตเทรียมออกไซด์ ถูกยึดเหนี่ยวอย่างแน่นหนาในระดับอะตอม (การเจริญเติบโตแบบเฮเทอโรอีพิเทกเซียล) ในทางตรงกันข้าม มีการยืนยันว่าใน TFT ที่ความเสถียรไม่ดีขึ้น ส่วนต่อประสานระหว่างอินเดียมออกไซด์กับฟิล์มป้องกันนั้นไม่มีรูปร่าง