Волнистые TFT-экраны — шаг к универсальным мобильным гаджетам

Дисплеи, используемые в умных часах, других мобильных устройствах и телевизорах основаны на планарных схемах, где тонкоплёночные транзисторы действуют как переключатели, управляя электрическим током, который активирует индивидуальные элементы изображения или пиксели, состоящие из жидких кристаллов или светодиодов.

Дальнейшее совершенствование дисплеев может осуществляться путём уменьшения размеров транзисторов и увеличения мобильности их каналов. Первое позволяет улучшить разрешение, а второе, облегчая движение электронов и дырок между контактами, также увеличивает скорость переключения транзисторов (частоту обновления экрана).

Современные полупроводники на базе аморфных оксидов, такие как оксид цинка или индия/галлия/цинка, дают транзисторные каналы с невысокой мобильностью. Миниатюризация таких устройств обходится недёшево и оборачивается ростом энергопотребления с ухудшением производительности из-за эффектов короткого канала.

В качестве альтернативы, группа Мухаммеда Хуссейна (Muhammad Hussain) из Научно-технического университета короля Абдуллы (KAUST) разработала вертикальные полупроводниковые структуры с планарными межсоединениями, образующие волнистые массивы транзисторов. В качестве активного канального материала исследователи выбрали оксид цинка. Выступы, напоминающие формой плавники (fin-like), сначала выращивали на кремниевой подложке, а затем переносили на гибкую полимерную основу, используя низкотемпературный процесс.

Вертикальная ориентация позволила расширить транзисторы на 70 % без увеличения площади, занимаемой пикселем, и удвоить их быстродействие. Для волнистого массива характерно уменьшение эффектов короткого канала и более высокая стабильность включающего напряжения по сравнению с планарный альтернативой.

В концептуальном эксперименте изготовленные новым способом гибкие светодиоды демонстрировали удвоенную выходную мощность (яркость) без увеличения напряжения питания.

По мнению Хуссейна, волнистые транзисторные массивы это шаг к гаджету с реконфигурируемыми формой и размером, который сможет один заменить собой современные смартфоны, планшеты и ноутбуки.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365