Тонкие прозрачные полупроводники были изготовлены командой американских ученых из Стэндфордского университета и университета Небраски-Линкольна. По словам производителей, данные устройства в будущем смогут послужить основой для создания недорогих высокопроизводительных электронных устройств.

Как известно, уже несколько лет инженеры во всем мире работают над созданием органических полупроводников, изготовленных с использованием пластмассы и дешевых соединений, богатых углеродом. Эти полупроводники должны со временем составить конкуренцию более дорогостоящим устройствам, изготовленным с использованием кремния. Однако, до последнего времени, вся изготовленная продукция значительно уступала кремниевым устройствам в скорости электронных операций.

Однако недавно две исследовательские группы объединили свои усилия, в результате чего им удалось создать тонкопленочные органические транзисторы, способные работать в пять раз быстрее всех предыдущих разработок. Более того, созданное им устройство практически полностью прозрачно (невооруженным глазом не видно на 90 процентов), что позволяет его использовать в дальнейшем в создании дисплеев.

Для создания органических полупроводниковых пластин обычно используют специальный раствор, состоящий из молекул с большим содержанием углерода, что и дает название «органический», который также дополняют полимером. Данный раствор выливают на вращающуюся подложку, в итоге жидкость растекается, образуют тончайший слой материала, из которого затем и изготавливают полупроводники.

Результаты проделанной учеными работы были опубликованы в журнале Nature Communications. По словам исследователей, они внесли в описанный выше процесс два простых изменения. Во-первых, увеличили скорость вращения подложки (использовалась в данном случае подложка из стекла), что позволило более равномерно распределить раствор. А во-вторых, раствор был нанесен не на всю вращающуюся поверхность, а только на небольшой участок, размером не более почтовой марки. Таким образом, ученым удалось получить более высокую концентрацию органических молекул, которые к тому же были более равномерно упакованы относительно друг друга.

Последние два параметра оказались очень важны, так как смогли обеспечить большую подвижность носителей заряда в полученных пленках, что в будущем также окажет влияние на скорости работающего устройства.

По словам разработчиков, пока еще весь процесс остается экспериментальным, так как им не совсем удается контролировать точность распределения и концентрацию молекул. В результате этого, мобильность заряда также отличается неравномерностью, что ухудшает характеристики получаемого транзистора.

Но даже сейчас, изготовленные командой исследователей полупроводники значительно превосходят по своим параметрам все органические соединения, что удавалось получить и раньше. А по производительности их можно сравнить с используемыми в настоящее время транзисторами из поликристаллического кремния.

Ученые надеются, что в будущем они смогут создавать недорогие и быстрые полупроводники на прозрачных подложках из гибких пластмасс. Данные устройства могут быть использованы при изготовлении изогнутых экранов высокой чёткости, гибких смартфонов, планшетных компьютеров, а также нового поколения прозрачных электронных приборов.