Стэнфордские теоретики предложили рецепт улучшения гибких полупроводников

В наше время электронные компоненты — микросхемы, дисплеи и проводники — в основном состоят из неорганических материалов, которые по своей природе являются жесткими и хрупкими. В исследованиях с целью создания гибких электронных схем, ученые экспериментируют с открытыми в 70-е годы полупроводниками, сделанными из полимеров.

«Однако, на молекулярном уровне полимеры напоминают спагетти, — говорит профессор химических технологий Стэнфордского университета Эндрю Шпаковиц (Andrew Spakowitz). — Такие неоднородные структуры оказывают серьезное воздействие на проводящие свойства полимерных полуроводников».

Вместе с двумя коллегами — Альберто Саллео (Alberto Salleo), также из Стэнфорда, и Родриго Норьега (Rodrigo Noriega) из Калифорнийского университета в Беркли — Шпаковиц создал первый теоретический аппарат, учитывающий подобную структурную неоднородность молекулярного уровня, который делает возможным осознанное прогнозирование и улучшение характеристик полупроводниковых полимеров.

Эта теория согласуется с экспериментальными данными, указывающими, что степень подвижности электронов варьируется в разных частях полимерного материала. Такая изменчивость, согласно стэнфордской теории, определяется степенью взаимной упорядоченности полимерных цепочек. Другими словами, переплетенная структура, позволяющая пластику изгибаться, ухудшает его способность проводить электричество, а относительно регулярная, с параллельными полимерными цепочками, дает хороший, но жесткий проводник.

Математическая модель, представленная 23 сентября в Трудах Национальной академии наук США, обобщает многочисленные известные мономеры и выделяет из множества переменных всего несколько ключевых факторов, определяющих основные аспекты физики транспорта зарядов в полимерных полупроводниках. Это позволит экспериментаторам добиваться оптимального баланса между гибкостью и электропроводностью таких материалов.

В практическом смысле более важно, что эта теория предлагает простые рекомендации по контролю процесса изготовления полимеров с целью улучшения их электронных свойств.

Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI