Новости космоса и технологий. » Технологии » Прорывные транзисторы с квантовыми точками создают гибкую альтернативу традиционной электронике

Прорывные транзисторы с квантовыми точками создают гибкую альтернативу традиционной электронике

Опубликовал: Admin, 30-10-2020, 01:01, Технологии, 39, 0

Прорывные транзисторы с квантовыми точками создают гибкую альтернативу традиционной электронике

Исследователи из Национальной лаборатории Лос-Аламоса и их сотрудники из Калифорнийского университета в Ирвине создали фундаментальные электронные строительные блоки из крошечных структур, известных как квантовые точки, и использовали их для сборки функциональных логических схем. Нововведение обещает более дешевый и удобный для производства подход к сложным электронным устройствам, которые могут быть изготовлены в химической лаборатории с помощью простых, основанных на решениях методов, и предлагает давно востребованные компоненты для множества инновационных устройств.

«Возможные применения нового подхода к Электронным устройствам На основе нетоксичных Квантовых точек Включают печатные схемы, гибкие дисплеи, диагностику на кристалле, носимые устройства, медицинские испытания, интеллектуальные имплантаты, и биометрия », - сказал Виктор Климов, физик, специализирующийся на полупроводниковые нанокристаллы в Лос-Аламосе и ведущим автором статьи, объявляющей о новых результатах, в выпуске от 19 октября. Nature Communications .

На протяжении десятилетий микроэлектроника полагалась на кремний сверхвысокой чистоты, обрабатываемый в специально созданных условиях чистой комнаты. В последнее время кремниевой микроэлектронике бросили вызов несколько альтернативных технологий, которые позволяют изготавливать сложные электронные схемы за пределами чистой комнаты с помощью недорогих, легко доступных химических методов. Коллоидные полупроводниковые наночастицы, полученные химическими методами в гораздо менее жестких условиях окружающей среды, являются одной из таких новых технологий. Из-за их малый размер и уникальные свойства Эти частицы напрямую контролируются квантовой механикой и называются квантовыми точками.

Коллоидная квантовая точка состоит из ядра полупроводника, покрытого органическими молекулами. В результате такой гибридной природы они сочетают в себе 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. Эта возможность может принести пользу во многих областях, включая бытовую электронику, безопасность, цифровые вывески и медицинскую диагностику.

Ключевым элементом электронной схемы является транзистор, который действует как переключатель электрического тока, активируемый приложенным напряжением. Обычно транзисторы представляют собой пары устройств n- и p-типа, которые управляют потоками отрицательных и положительных электрических зарядов соответственно. Такие пары комплементарных транзисторов являются краеугольным камнем современной технологии CMOS ( Комплементарный металлооксидный полупроводник ), Которая позволяет создавать микропроцессоры, микросхемы памяти, датчики изображения и другие электронные устройства.

Первые транзисторы с квантовыми точками были продемонстрированы почти два десятилетия назад. Однако интеграция дополнительных устройств n- и p-типа в один слой квантовых точек оставалась давней проблемой. Кроме того, большая часть усилий в этой области сосредоточена на нанокристаллах на основе свинца и кадмия. Эти элементы весьма токсичные тяжелые металлы , что существенно ограничивает практическую применимость демонстрируемых устройств.

Группа исследователей из Лос-Аламоса и их сотрудники из Калифорнийского университета в Ирвине продемонстрировали, что с помощью квантовых точек селенида меди и индия (CuInSe2), лишенных тяжелых металлов, они смогли решить как проблему токсичности, так и одновременно добиться простой интеграции n - и p-транзисторы в одном слое квантовых точек. В качестве доказательства практической полезности разработанного подхода были созданы функциональные схемы, выполняющие логические операции.

Инновация, которую Климов и его коллеги представляют в своей новой статье, позволяет им определять транзисторы p- и n-типа, применяя два разных типа металлических контактов (золото и индий соответственно). Они завершили устройства, нанеся общий слой квантовых точек поверх контактов с предварительно нанесенным рисунком. «Этот подход позволяет напрямую интегрировать произвольное количество дополнительных транзисторов p- и n-типа в один и тот же слой квантовых точек, приготовленный в виде непрерывной пленки без рисунка с помощью стандартного центрифугирования», - сказал Климов.


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии