กลุ่มวิศวกรปรับปรุงเซมิคอนดักเตอร์อินทรีย์ขนาดจิ๋วแบบใหม่

By | 06/11/2020

Field Effect Transistors (FET) เป็นองค์ประกอบหลักของเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ยุคใหม่อย่างเช่นวงจรรวมซีพียูคอมพิวเตอร์และก็จำสำหรับแสดงผลแบ็คเพลน Organic Field Effect Transistors (OFETs) ซึ่งใช้สารกึ่งตัวนำอินทรีย์เป็นหนทางในการไหลของกระแสมีจุดเด่นคือมีความยืดหยุ่นเมื่อเทียบกับคู่ของอนินทรีย์ตัวอย่างเช่นสิลิกอน

OFET ด้วยเหตุว่ามีความไวสูงความยืดหยุ่นเชิงกลความเข้ากันได้ทางชีวภาพความรู้ความเข้าใจสำหรับการปรับคุณลักษณะและก็การสร้างเงินลงทุนต่ำถือว่าเป็นมีประสิทธิภาพเป็นอย่างมากสำหรับเพื่อการใช้งานใหม่ๆในเครื่องใช้ไม้สอยอิเล็กทรอนิกส์ที่สวมได้เซ็นเซอร์สำรวจสุขภาพตามต้นแบบรวมทั้งจอที่โค้งงอได้ฯลฯลองคิดดูจอโทรทัศน์ซึ่งสามารถรีดได้ ขึ้น; หรือเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ที่สวมได้อัจฉริยะและก็เสื้อผ้าที่ใส่ใกล้กับร่างกายเพื่อสะสมสัญญาณสำคัญของร่างกายสำหรับเพื่อการสนองตอบทางชีวภาพในทันทีทันใด หรือหุ่นยนต์ขนาดเล็กที่สร้างจากวัสดุอินทรีย์ที่ปลอดภัยซึ่งปฏิบัติงานในร่างกายเพื่อการวิเคราะห์โรคการขนส่งยาจุดมุ่งหมายการผ่าตัดที่ไม่ได้ใหญ่เท่าไรนักแล้วก็ยาแล้วก็การดูแลและรักษาอื่นๆ

จนกระทั่งในขณะนี้ข้อ จำกัด หลักสำหรับในการทำให้มีประสิทธิภาพเพิ่มมากขึ้นรวมทั้งการสร้าง OFET เยอะๆอยู่ที่ความลำบากสำหรับในการย่อขนาด ปัจจุบันนี้สินค้าที่ใช้ OFET ในตลาดยังคงอยู่ในแบบอย่างเริ่มแรกในด้านของความยืดหยุ่นรวมทั้งความคงทนของสินค้า

กลุ่มวิศวกรที่นำโดยดร. แพดดี้เฉลียงกปีลิงเหลียงจากสาขาวิชาวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องกับเครื่องกลของมหาวิทยาลัยประเทศฮ่องกง (HKU) ได้สร้างความรุ่งโรจน์ครั้งสำคัญในการพัฒนาทรานซิสเตอร์แบบ monolayer Organic Field Effect ที่มีองค์ประกอบเซซึ่งเป็นพื้นฐานที่สำคัญสำหรับการลดขนาด ของ OFET ผลที่เกิดจากการวิจัยได้รับการพิมพ์ในนิตยสารวิชาการ Advanced Materials มีการยื่นจดสิทธิบัตรของประเทศสหรัฐอเมริกาสำหรับสิ่งใหม่นี้

ปัญหาที่สำคัญที่กำลังประจันหน้ากับนักวิทยาศาสตร์สำหรับการลดขนาด OFET เป็นคุณภาพของทรานซิสเตอร์จะน้อยลงเป็นอย่างมากเมื่อมีขนาดต่ำลงส่วนใดส่วนหนึ่งเกิดขึ้นได้เพราะมีสาเหตุเนื่องมาจากปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการขัดขวางการสัมผัสอย่างเช่นแรงต้านทานที่อินเทอร์เฟซซึ่งยับยั้งไฟฟ้า เมื่อวัสดุอุปกรณ์มีขนาดเล็กลงแรงต้านทานการสัมผัสของเครื่องใช้ไม้สอยจะแปลงเป็นปัจจัยหลักสำหรับในการลดระดับคุณภาพของวัสดุอุปกรณ์ลงเป็นอย่างมาก

OFETs องค์ประกอบโมโนเลเยอร์ที่เซซึ่งสร้างโดยกลุ่มของดร. เฉลียงบ่งบอกถึงถึงแรงต้านทานการสัมผัสที่ต่ำเป็นประวัติการณ์ที่ 40? – เซนติเมตร เมื่อเทียบกับเครื่องใช้ไม้สอยทั่วๆไปที่มีแรงต้านทานการสัมผัส 1,000? -cm เครื่องใช้ไม้สอยใหม่สามารถมัธยัสถ์ผู้กระทำระจายพลังงานได้ 96% เมื่อสัมผัสกับเครื่องมือเมื่อใช้งานเครื่องมือในระดับปัจจุบันนี้เดียวกัน ที่สำคัญกว่านั้นนอกเหนือจากการใช้พลังงานน้อยลงแล้วความร้อนที่มากเหลือเกินที่เกิดขึ้นในระบบซึ่งคือปัญหาทั่วๆไปที่ทำให้เซมิคอนดักเตอร์ล้มเหลวสามารถลดน้อยลงได้เป็นอย่างมาก

“บนเบื้องต้นของการบรรลุเป้าหมายของพวกเราพวกเราสามารถลดขนาดของ OFET ลงได้มากขึ้นและก็สนับสนุนให้เป็นระดับไมครอนย่อยซึ่งเป็นระดับที่เข้ากันได้กับคู่ของอนินทรีย์ตอนที่ยังสามารถปฏิบัติงานได้อย่างมีคุณภาพเพื่อแสดงคุณลักษณะอินทรีย์ที่เป็นเอกลักษณ์ของพวกมันสิ่งนี้มีความหมายเป็นอย่างมากสำหรับ เป็นไปตามกฎเกณฑ์สำหรับเพื่อการศึกษาค้นคว้าที่เกี่ยวในเชิงการค้า ” จันทร์กล่าว

“ถ้าหาก OFET ปฏิบัติงานได้อย่างยืดหยุ่นวัสดุอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบแข็งแบบเดิมๆเป็นต้นว่าจำสำหรับแสดงผลคอมพิวเตอร์และก็โทรศัพท์เคลื่อนที่จะเปลี่ยนรูปแบบให้ยืดหยุ่นรวมทั้งพับเก็บได้วัสดุอุปกรณ์ในอนาคตพวกนี้จะมีน้ำหนักค่อยกว่ามากมายรวมทั้งมีต้นทุนการสร้างที่ต่ำ”

“นอกเหนือจากนั้นด้วยธรรมชาติที่เป็นธรรมชาติของพวกมันพวกมันมีลักษณะท่าทางที่จะเข้ากันได้ทางชีวภาพสำหรับเพื่อการใช้งานทางด้านการแพทย์ระดับสูงอาทิเช่นเซ็นเซอร์สำหรับเพื่อการติดตามแนวทางการทำงานของสมองหรือการตรวจจับสัญญาณประสาทแล้วก็สำหรับเพื่อการวิเคราะห์ความเจ็บไข้ที่เกี่ยวพันกับสมองดังเช่นโรคลมชักอย่างเที่ยงตรง” ดร. จันทร์กล่าวเสริม