Японские ученые освоили технологию производства тонкопленочного транзистора из органического полупроводника методом растягивания раствора по подложке. Распределяет раствор по субстрату прямоугольное движущееся лезвие. Конструкция подложки из комбинации лиофобных и лиофильных материалов не позволяет раствору растекаться, а самоорганизация молекул обеспечивает однородность структуры пленки.

Статья опубликована в журнале Science Advances.

Тонкопленочные транзисторы на основе неорганических полупроводников широко используются в современных гаджетах как элемент управления светодиодным дисплеем, но на смену неорганическим полупроводникам постепенно приходят органические.

Органические структуры обладают рядом преимуществ, например, из них можно легко вырастить пленку большой площади. Технологически процесс изготовления органических полупроводников проще, отсюда и потенциально более низкая себестоимость при масштабном производстве. Ключевая характеристика транзистора — подпороговый размах. Он определяет скорость переключения транзистора и энергопотребление, а также способность транзистора работать при меньших напряжениях. Чем подпороговый размах меньше — тем резвее работает транзистор. Предыдущие исследования показали, что и здесь органические полупроводники превосходят неорганические и создают резкое переключение при низких рабочих напряжениях.

Главное требование, которое предъявляют при производстве к органическим слоям — однородность структуры. Поскольку в приборе таких слоев несколько, то важно минимизировать вероятность возникновения дефектов на границе раздела этих слоев, чтобы дисплей будущего смартфона не деградировал за пару лет. Этих проблем можно избежать, грамотно подобрав материалы, конструкцию и способ изготовления.

Гё Китахара (Gyo Kitahara) с коллегами из Токийского университета и Национального института передовых наук и технологий применили технологию управляемого мениска — поверхностного слоя жидкости на границе раздела двух сред.