Flexível, transistores de filme fino transparentes aumentam as esperanças de telas flexíveis
p Esta ilustração mostra a paisagem do transistor de filme fino criado por cientistas de Argonne, que tem apenas 10 camadas atômicas de espessura. O transistor é transparente e pode ser dobrado sem perda de desempenho. Crédito:Saptarshi Das.
p (Phys.org) —O mundo da eletrônica sonha há meio século que você pode enrolar uma TV em um tubo. Ano passado, A Samsung até revelou um smartphone com tela curva, mas era sólido, não flexível; a tecnologia ainda não foi atualizada. p Mas os cientistas deram um passo mais perto no mês passado, quando pesquisadores do Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA relataram a criação do mais fino flexível do mundo, transistores de filme fino 2-D transparentes.
p Esses transistores têm apenas 10 camadas atômicas de espessura - isso é o quanto suas unhas crescem por segundo.
p Os transistores são a base de quase todos os eletrônicos. Suas duas configurações - ligado ou desligado - ditam os 1s e 0s da linguagem binária do computador. Os transistores de filme fino são um subconjunto particular desses que são normalmente usados em telas e monitores. Praticamente todas as TVs de tela plana e smartphones hoje são feitos de transistores de filme fino; eles formam a base de LEDs e LCDs (telas de cristal líquido).
p "Isso poderia tornar transparente, tela quase invisível, "disse Andreas Roelofs, co-autor do artigo e diretor interino do Centro de Materiais em Nanoescala de Argonne. "Imagine uma janela normal que funciona como uma tela sempre que você a liga, por exemplo."
p Para medir a qualidade de um transistor, você mede sua relação liga-desliga - quão completamente ela pode desligar a corrente? - e uma propriedade chamada "mobilidade do portador de efeito de campo, "que mede a rapidez com que os elétrons podem se mover através do material.
p Cientistas de Argonne criaram o mais fino flexível do mundo, transistor de filme fino transparente, que um dia poderia ser útil para fazer uma tela de exibição verdadeiramente flexível para TVs ou telefones. Da esquerda:Andreas Roelofs, Anirudha Sumant, e Richard Gulotty; em primeiro plano, Saptarshi Das. Crédito:Mark Lopez / Argonne National Laboratory
p "Ficamos satisfeitos em descobrir que a relação liga / desliga é tão boa quanto os atuais transistores de filme fino comerciais, "disse o cientista pós-doutorado de Argonne e primeiro autor Saptarshi Das, "mas a mobilidade é cem vezes melhor do que o que existe no mercado hoje."
p A equipe também tentou dobrar os filmes para testar o que acontece sob estresse. Na maioria dos transistores de filme fino, o material começa a rachar, que, como você pode imaginar, afeta o desempenho. "Mas no nosso, as propriedades não mudaram em nada, "Roelofs disse." As camadas simplesmente deslizam e não racham.
p O transistor de filme fino é flexível, transparente e tem um desempenho tão bom quanto as versões comerciais. É exibida uma série de transistores - cada um deles com apenas 10 camadas atômicas de espessura. Crédito:Mark Lopez / Laboratório Nacional de Argonne.
p Os transistores também mantiveram o desempenho em uma ampla faixa de temperaturas (de -320 ° F a 250 ° F), uma propriedade útil em eletrônica, que pode ficar muito quente.
p Para construir os transistores, a equipe começou com um truque que rendeu a seus inventores originais da Universidade de Manchester o Prêmio Nobel:usar uma tira de fita adesiva para descascar uma folha de disseleneto de tungstênio com apenas átomos de espessura.
p "Escolhemos disseleneto de tungstênio porque ele fornece a condução de elétrons e de orifício necessária para fazer transistores com portas lógicas e outros dispositivos de junção p-n, "disse o cientista e co-autor de Argonne Anirudha Sumant.
p Uma imagem de microscópio eletrônico de varredura do transistor de película fina, fabricado usando camadas de grafeno e disseleneto de tungstênio com um átomo de espessura, entre outros materiais. A barra de escala branca mostra 5 mícrons, que tem aproximadamente o diâmetro de um fio de seda de aranha. Crédito:Saptarshi Das.
p Em seguida, eles usaram a deposição química para fazer crescer folhas de outros materiais no topo para construir o transistor, camada por camada. O produto final tem 10 camadas atômicas de espessura. (Veja a barra lateral para uma ilustração).
p Próximo, a equipe está interessada em adicionar lógica e memória a filmes flexíveis, para que você pudesse fazer não apenas uma tela, mas uma TV ou computador totalmente flexível e transparente.
p "Contudo, mais trabalho precisa ser feito no desenvolvimento de síntese em grande área de seleneto de tungstênio para perceber o verdadeiro potencial para aplicações de nosso trabalho, "disse Sumant.