Pequeños ajustes en las proporciones de los componentes generan capas electrónicamente diferentes del mismo material para crear transistores transparentes.

Está creciendo la demanda mundial de óxidos conductores transparentes para su uso en células solares, pantallas de pantalla plana, ventanas inteligentes y electrónica de consumo basada en semiconductores. Los investigadores de KAUST han diseñado un material transparente a base de óxido de zinc que muestra propiedades electrónicas ajustables según el ajuste de un nuevo tipo de dopante.

La electrónica transparente se basa en óxido de indio y estaño, un material transparente y eléctricamente conductor que tiene un costo desorbitado debido a la escasez de indio. Materiales a base de óxido de zinc, tales como materiales de óxido de zinc dopados con hafnio, se espera que ofrezcan asequibles, Alternativas verdes y abundantes al óxido de indio y estaño. Sin embargo, Los materiales de óxido de zinc dopado con hafnio generalmente requieren altas temperaturas de deposición y muestran un rendimiento inadecuado para aplicaciones de dispositivos de la vida real.

Un equipo dirigido por Husam Alshareef ha desarrollado un enfoque que genera transistores transparentes de película delgada a partir de un solo compuesto de hafnio-óxido de zinc (HZO) simplemente variando las proporciones de óxido metálico en las diferentes capas de transistores.

Los transistores de película fina generalmente comprenden electrodo, Capas dieléctricas y de canal que se depositan sobre un sustrato de varios conductores, materiales aislantes y semiconductores. También requieren diferentes reactores y equipos de deposición de película delgada. "Las propiedades electrónicas del HZO se pueden ajustar de conductor a semiconductor a aislante de una manera muy controlada simplemente cambiando la relación de precursor de óxido de zinc / dióxido de hafnio, "dice el estudiante de doctorado Fwzah Alshammari, que realizó la mayoría de los experimentos. Entonces, todo el transistor está hecho de un óxido binario en una sola cámara de reacción. "Esto, en última instancia, reduce el costo y el tiempo de fabricación, que son cruciales para la producción en masa, " ella agrega.

Los transistores totalmente HZO exhiben excelentes propiedades eléctricas en vidrio y plásticos, demostrando su potencial para pantallas transparentes y flexibles de alta resolución. También muestran un rendimiento sobresaliente cuando se incorporan en circuitos, como inversores y osciladores de anillo, sugiriendo su viabilidad y escalabilidad.

El equipo planea fabricar circuitos más complejos en áreas más grandes para demostrar todo el potencial de su enfoque para la electrónica de consumo.