Квантовые точки предлагают гибкую альтернативу кремниевой электронике

Коллоидные квантовые точки состоят из полупроводникового ядра, покрытого органическими молекулами. Благодаря такой гибридной природе они совмещают преимущества хорошо изученных традиционных полупроводников с химической универсальностью молекулярных систем. Эти свойства привлекательны для реализации новых типов гибких электронных схем, которые можно печатать практически на любой поверхности, включая пластик, бумагу и даже кожу человека.

Первые транзисторы на квантовых точках были созданы почти два десятилетия назад, однако совмещение устройств n- и p-типа в одном слое квантовых точек оказалось сложной проблемой. Кроме того, объектом большинства экспериментов были нанокристаллы на основе свинца и кадмия: высокая токсичность этих металлов существенно сужала область практического применения продемонстрированных устройств.

В новой статье журнала Nature Communications от 19 октября группа исследователей из Лос-Аламосской национальной лаборатории и их коллеги из Калифорнийского университета в Ирвине показали, что, используя квантовые точки диселенида индия/меди (CuInSe2), можно одновременно решить проблемы и токсичности и прямой интеграции n- и p-транзисторов в один слой. В качестве подтверждения практической полезности разработанного подхода, авторами были созданы функциональные схемы, выполняющие логические операции.

Анонсированное в журнале нововведение позволяет задавать транзисторы p- и n-типа с помощью металлических контактов двух различных типов (золота и индия, соответственно). Опытные образцы устройств были созданы нанесением общего слоя квантовых точек поверх предварительно сконфигурированной карты контактов.

Такой подход позволяет непосредственно интегрировать произвольное количество комплементарных транзисторов p- и n-типа в один и тот же слой квантовых точек, приготовленный в виде однородной плёнки без рисунка с помощью стандартного центрифугирования. Удобная для внедрения в производство технология не нуждается в чистых помещениях: давно востребованные компоненты для множества инновационных устройств могут быть получены из растворов в химических лабораториях с минимальной себестоимостью.

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