Органическая электроника ускоряется
Органическая электроника относительно недорогая, гибкая и её можно "печатать". Но в отличие от неорганических электронных схем, которым требуется только кремний, высокопроизводительные устройства на основе органики создаются с применением двух разных материалов, которые должны быть аккуратно объединены. На днях исследователи сообщили о разработке полимера, имеющего функции обоих. Упразднение необходимости в двух составляющих упрощает весь технологический процесс производства и решает задачу создания быстродействующих электронных компонентов.
Для выполнения логических операций в компьютерах, мобильных телефонах другой цифровой технике с приемлемыми затратами энергии, транзисторы должны иметь чередующиеся области с проводимостью отрицательных и положительных зарядов. Однако до недавнего времени химики могли получать полимерные материалы только с одним из двух типов проводимости. Для производства электронных компонентов их аккуратно объединяли. "Когда у вас имеются два материала, участвующих в комплексном процессе компоновки, вы теряете в простоте и экономии, - говорит Самсон Женеке (Samson Jenekhe), профессор химии в Университете Вашингтона (University of Washington) в Сиэтле. – Альтернативой является создание материала с "дырочной" и электронной проводимостью". Над подобным материалом – амбиполярным полимером - и трудятся профессор с коллегами в течение нескольких лет. Пройдя через процесс проб и ошибок, Женеке и адъюнкт-профессор химии из Университета Кентукки (University of Kentucky) в Лексингтоне Марк Уотсон (Mark Watson) определили, какие типы структур подходят к применению в данных материалах. В новый полимер включены составляющие, одна из которых служит проводником электронов, другая соответственно – "дырок". Это не первая разработка с такими свойствами, но скорость распространения зарядов в ней заметно превышает предыдущие показатели. Параметр важен, поскольку определяет производительность электронной схемы в целом.
Группа Женеке использует полимеры для изготовления отдельных транзисторов и цепей. Исследователи помещают полимер в раствор, опускают его на подложку с подведенными электрическими контактами и формируют тонкую пленку с помощью процесса получения покрытий методом центрифугирования. По словам ученого, поскольку материал растворим в воде, возможно осуществить струйную печать. Производительность электрических цепей из амбиполярного полимера сравнима с широко распространенными электронными компонентами из двух материалов. Одно из уже собранных устройств с применением новой технологии называется инвертор. "Инверторы – базовые строительные блоки интегральных схем", - говорит адъюнкт-профессор химической инженерии Стэнфордского университета (Stanford University) Женан Бао (Zhenan Bao).
Новый полимер также должен прекрасно функционировать в солнечных элементах, как считает Женеке. Чтобы эффективно преобразовать свет в электричество, органические ячейки должны иметь в составе два аккуратно уложенных слоя полимера, иначе ток создаваться не будет. Новая разработка способна решить проблему. На следующем этапе планируется дальнейшее совершенствование материала – увеличение проводимости и испытание в сложных электронных схемах.
