Замещение в растворе — «зеленый» способ изготовления тонкопленочных транзисторов

Процесс минерального замещения, разрабатываемый химиками Орегонского университета, рассматривается им им как альтернативный, более удобный и экономичный путь изготовления тонкопленочных оксидов и новых функциональных материалов для использования в электронике и солнечных батареях.

Он описывается в статье, вынесенной на обложку номера журнала Inorganic Chemistry от 21 июля, и представляет собой вариант реакции индивидуального замещения атомов в металлическом комплексе (кластере) в воде. В качестве примера такой реакции авторами экспериментально продемонстрировано замещение атомов алюминия на атомы индия.

«По сути дела, — пишет соавтор статьи, профессор химии Даррен Джонсон (Darren W. Johnson), — мы можем подготовить один тип нанокластерного материала, а затем пошагово заменить отдельные атомы металлов и получить новые кластеры, которые нельзя изготовить прямыми методами. Представленный в этой статье кластер является прекрасной основой для создания в растворе очень гладких тонких пленок аморфного оксида алюминия индия, полупроводникового материала, который может использоваться в прозрачных тонкопленочных транзисторах».

Изготовление компонентов таких устройств традиционными методами сегодня сопряжено со значительными расходами энергии в виде температуры или давления. В водном растворе все это происходит более «зеленым» образом, без химических отходов и с перспективой сокращения затрат при крупномасштабной производстве, утверждают ученые.

Возможность точного замещения делает такой процесс перспективным инструментом для тонкой настройки желаемых свойств материалов. Полезный выход реакции пока невелик, но она дает авторам фундаментальное понимание процесса и может быть оптимизирована после выбора наиболее подходящего материала.