Las pantallas flexibles de ultra alta resolución tienen beneficios para la electrónica móvil de próxima generación, como los dispositivos de diagnóstico médico en el punto de atención. KAUST ha desarrollado una arquitectura de transistores única que mejora el rendimiento de los circuitos de visualización.

Pantallas planas implementadas en relojes inteligentes, Los dispositivos móviles y televisores se basan en circuitos de transistores planos para lograr imágenes rápidas y de alta resolución. En estos circuitos, transistores de película fina, actuando como interruptores, controlar la corriente eléctrica que activa los elementos individuales de la imagen, o píxeles, compuesto por diodos emisores de luz (LED) o cristales líquidos.

Se espera que las pantallas futuras ofrezcan una experiencia visual aún mejor a través de aumentos en la resolución y la velocidad de fotogramas. Si bien la miniaturización de transistores puede aumentar la resolución, una mayor movilidad de efecto de campo del material del canal puede satisfacer ambas necesidades. Lo hace a través de su capacidad para facilitar los flujos de electrones y huecos entre contactos bajo voltaje aplicado, que luego permite que los transistores cambien más rápido y ocupen un área de píxeles más pequeña.

Hasta la fecha, semiconductores de óxido amorfo, tales como óxido de zinc y óxido de zinc indio-galio, han proporcionado canales de transistores con modesta movilidad. Reducir la escala de estos transistores es costoso e introduce fallas conocidas como efectos de canal corto que aumentan su consumo de energía y degradan su rendimiento. explica Muhammad Hussain, quien dirigió el equipo de investigación.

Como alternativa, El equipo de Hussain ha diseñado estructuras en forma de aletas semiconductoras verticales no planas que están interconectadas lateralmente para formar matrices de transistores ondulados. Los investigadores optaron por el óxido de zinc como material del canal activo y generaron la arquitectura ondulada en un sustrato de silicio antes de transferirlo a un soporte de polímero blando flexible mediante un proceso de baja temperatura.

Gracias a la orientación vertical, los investigadores ampliaron los transistores en un 70% sin expandir su área de píxeles ocupada, duplicando el rendimiento del transistor. Los arreglos ondulados exhibieron efectos de canal corto reducidos y una mayor estabilidad de voltaje de encendido en comparación con sus equivalentes planos. Es más, en un experimento de prueba de concepto, podrían impulsar LED flexibles al doble de potencia de salida que sus homólogos convencionales. "Los LED eran más brillantes sin aumentar el consumo de energía, "dice Hussain.

Según Hussain, considerar la transición del escritorio al teléfono inteligente revela una tendencia obvia:la reducción de tamaño y peso conduce a mejores pantallas. Todavía, la mayoría de la gente hace malabarismos con las computadoras portátiles, tabletas y teléfonos inteligentes. "Tener un solo dispositivo con forma y tamaño que se pueda reconfigurar dinámicamente es un sueño por el que estamos trabajando, ", dice. Señala que las matrices de transistores ondulados representan un paso en esa dirección.