Esta ilustración muestra el paisaje del transistor de película delgada creado por los científicos de Argonne, que tiene solo 10 capas atómicas de espesor. El transistor es transparente y se puede doblar sin pérdida de rendimiento. Crédito:Saptarshi Das.
(Phys.org) —El mundo de la electrónica ha estado soñando durante medio siglo con el día en que se puede enrollar un televisor en un tubo. El año pasado, Samsung incluso presentó un teléfono inteligente con una pantalla curva, pero era sólido, no flexible la tecnología no se ha puesto al día todavía.
Pero los científicos se acercaron un paso más el mes pasado cuando investigadores del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. Informaron sobre la creación del flexible más delgado del mundo, Transistores de película delgada 2-D transparentes.
Estos transistores tienen solo 10 capas atómicas de espesor, eso es aproximadamente cuánto crecen las uñas por segundo.
Los transistores son la base de casi toda la electrónica. Sus dos configuraciones, activadas o desactivadas, dictan los 1 y 0 del lenguaje binario de la computadora. Los transistores de película delgada son un subconjunto particular de estos que se usan típicamente en pantallas y visualizaciones. Prácticamente todos los televisores de pantalla plana y los teléfonos inteligentes se componen de transistores de película delgada en la actualidad; forman la base tanto de LED como de LCD (pantallas de cristal líquido).
"Esto podría hacer un pantalla casi invisible, "dijo Andreas Roelofs, coautor del artículo y director interino del Centro de Materiales a Nanoescala de Argonne. "Imagina una ventana normal que funciona como pantalla cada vez que la enciendes, por ejemplo."
Para medir qué tan bueno es un transistor, Mide su relación de encendido y apagado (¿qué tan completamente puede apagar la corriente?) y una propiedad llamada "movilidad del portador de efecto de campo, "que mide la rapidez con que los electrones pueden moverse a través del material.
Los científicos de Argonne crearon el flexible más delgado del mundo, transistor transparente de película fina, que algún día podría ser útil para hacer una pantalla de visualización verdaderamente flexible para televisores o teléfonos. Desde la izquierda:Andreas Roelofs, Anirudha Sumant, y Richard Gulotty; en primer plano, Saptarshi Das. Crédito:Mark Lopez / Laboratorio Nacional Argonne
"Nos complació descubrir que la relación de encendido / apagado es tan buena como la de los transistores de película delgada comerciales actuales, "dijo el científico postdoctoral y primer autor de Argonne, Saptarshi Das, "pero la movilidad es cien veces mejor que la que hay en el mercado hoy".
El equipo también intentó doblar las películas para probar qué sucede bajo estrés. En la mayoría de los transistores de película fina, el material comienza a agrietarse, cuales, como puedes imaginar, afecta el rendimiento. "Pero en el nuestro, las propiedades no cambiaron en absoluto, Roelofs dijo:"Las capas simplemente se deslizan y no se agrietan".
El transistor de película delgada es flexible, transparente y funciona tan bien como las versiones comerciales. Se muestra una serie de transistores, cada uno de los cuales tiene solo 10 capas atómicas de espesor. Crédito:Mark Lopez / Laboratorio Nacional Argonne.
Los transistores también mantuvieron el rendimiento en un amplio rango de temperaturas (de -320 ° F a 250 ° F), una propiedad útil en electrónica, que puede calentarse mucho.
Para construir los transistores, El equipo comenzó con un truco que les valió a sus inventores originales de la Universidad de Manchester el Premio Nobel:usar una tira de cinta adhesiva para despegar una hoja de diselenuro de tungsteno de solo átomos de espesor.
"Elegimos diselenuro de tungsteno porque proporciona la conducción de electrones y huecos necesaria para fabricar transistores con puertas lógicas y otros dispositivos de unión p-n, ", dijo la científica y coautora de Argonne, Anirudha Sumant.
Una imagen de microscopio electrónico de barrido del transistor de película delgada, fabricado con capas de grafeno y diselenuro de tungsteno de un solo átomo de espesor, entre otros materiales. La barra de escala blanca muestra 5 micrones, que tiene aproximadamente el diámetro de una hebra de seda de araña. Crédito:Saptarshi Das.
Luego utilizaron la deposición química para hacer crecer láminas de otros materiales en la parte superior para construir el transistor capa por capa. El producto final tiene un espesor de 10 capas atómicas. (Consulte la barra lateral para ver una ilustración).
Próximo, el equipo está interesado en agregar lógica y memoria a películas flexibles, por lo que podría hacer no solo una pantalla, sino todo un televisor o computadora flexible y transparente.
"Sin embargo, es necesario trabajar más en el desarrollo de la síntesis de seleniuro de tungsteno en grandes áreas para realizar el verdadero potencial de aplicaciones de nuestro trabajo, "dijo Sumant.
