Ученые из института Макса Планка сумели существенно снизить энергопотребление электронных схем на основе органических транзисторов. Найденные решения будут использованы при создании гибких дисплеев, мнущихся микросхем и прочих чудес пластиковой электроники.

Органический транзистор комплементарной схемы, соединяющий p- и n-каналы


Похоже, через несколько лет электроника станет более «органичной» и гибкой

Органические полимеры, обладающие токопроводящими, полупроводниковыми и электролюминисцентными свойствами, были открыты всего несколько лет назад, однако уже сейчас на их основе создаются сложные электронные устройства. Что, в общем, неудивительно – органическая, или как ее еще называют, пластиковая электроника является одной из самых перспективных технологий XXI века.

В основе современной электроники лежат кремниевые транзисторы, соединенные металлическими токопроводящими дорожками. По сравнению с ними пластиковая электроника обладает рядом существенных преимуществ. Прежде всего, она позволяет создавать электронные платы на гибкой подложке – свернул в трубочку и сунул в карман! К тому же, само изготовление подобных схем оказывается существенно более простым и технологичным процессом. Многие органические полимеры легко растворяются в обычных бытовых растворителях – таких, как спирт, ацетон или бензин – так что органические электронные схемы можно печатать с помощью обыкновенного струйного принтера, используя вместо чернил растворы нужных полимеров. Первый завод по производству органических микросхем и гибких дисплеев уже строится, и его продукция должна выйти на рынок в 2008 г.

Однако у пластиковой электроники пока есть один существенный недостаток – транзисторы на органической основе потребляют довольно много энергии. Похоже, эту проблему удалось решить группе ученых из института Макса Планка под руководством доктора Хагена Клаука (Hagen Klauk).

Ученые разработали специальную технологию, которая позволяет существенно уменьшить толщину изоляционных слоев, интегрированных в конструкцию транзистора. В процессе производства на активных зонах подложки осаждается органическое вещество, не проводящее электрический ток. В результате на поверхности формируется мономолекулярный слой диэлектрика – толщиной всего в 3 нм. Это позволяет существенно снизить напряжение, которое требуется транзистору для работы, поскольку данный параметр напрямую зависит от толщины изоляционных пленок.

Кроме того, исследователи успешно соединили органические транзисторы разных типов — p-полярные и n-полярные – в рамках единого полевого транзистора с каналами p-типа и n-типа. До сих пор в пластиковой электронике использовались в основном униполярные схемы с каналом лишь одного типа. Подобные схемы отличаются довольно значительным током утечки, а вот комплементарные схемы этого недостатка лишены, поскольку в них транзисторы одного типа типов запирают ток утечки транзисторов другого типа. Хаген Клаук объясняет: «Комплементарные схемы являются стандартом для кремниевой электроники вот уже 25 лет. Мы считаем, что это решение может быть с успехом использовано и в органической схемотехнике. Благодаря нему, а также технологии самоорганизующихся изолирующих мономолекулярных слоев мы можем снизить энергопотребление пластиковых микросхем до очень умеренного уровня».

О ближайшем будущем электроники читайте также: « Гибкий подход ».

По сообщению Physorg.com