Новый материал продлит автономную работу мобильных устройств

В настоящее время металлоксидные транзисторы рассматриваются в качестве следующего поколения материалов, которые должны заменить аморфный кремний, использующийся в TFT-матрицах в LCD-панелях. Недостатком аморфного кремния является его высокое энергопотребление, растущее с увеличением разрешения экрана.

Недавно было обнаружено, что подвижность электронов внутри аморфной структуры тонкоплёночных IGZO-транзисторов (InGaZnO, или индий-галлий-цинк-оксид) в 20–50 раз превышает таковое в аморфном кремнии, что позволяет транзисторам на аморфных IGZO (a-IGZO) быстрее переключаться. Это существенно снижает время отклика TFT-экрана. Кроме того, апертурный коэффициент IGZO-субпикселов значительно выше, что позволяет создавать экраны с ещё более высоким разрешением.

Проблема в том, что a-IGZO и другие металлоксидные полупроводники не являются «чистыми» материалами, а представляют собой смешанные оксиды, структура и состав которых сильно зависят от условий получения. Самыми критическими параметрами считаются количество кислорода и влаги.

В новом исследовании японских ученых в качестве альтернативы дорогому и сложному в производстве a-IGZO был предложен аморфный IWO (индий-вольфрам-оксид), который использовался в качестве тонкоплёночного транзистора и был получен в присутствии экстремально малого количества оксида ванадия по отношению к оксиду индия.

Материал не содержит ни галлия, ни цинка, которые трудно контролировать в аморфном состоянии. Поскольку гомогенные аморфные плёнки могут быть получены методом простого магнетронного распыления с низкой энергией и без нагревания субстрата, создание высокопроизводительных транзисторов на их основе не должно быть сложным. Кроме того, отсутствие дорогого галлия гарантирует более высокую надёжность и экономическую эффективность конечного производства.

Таким образом, по мнению учёных, их открытие позволит создавать в целом гораздо более дешёвые дисплеи высочайшего уровня для мобильной электроники, которые были менее энергозатратны по сравнению с аморфным кремнием, а также проще и надёжнее в производстве, чем a-IGZO.