Бислой – новый молекулярный полупроводник по-японски

Бислой – новый молекулярный полупроводник по-японски

Японские исследователи разработали новый метод создания полупроводниковых материалов больших площадей. Такие полупроводники состоят всего из двух молекул объёмом не более 4,4 нм. Функциональность новых полупроводников напоминает тонкопленочные транзисторы. По мнению изобретателей, новинка претендует на активное применение в гибкой электронике или химических детекторах.

Вкратце относительно изобретения

Изобретённые тонкопленочные транзисторы являются базовым примером полупроводниковых одномолекулярных бислоёв.

Создаются транзисторы обработкой жидкими растворами в условиях стандартного производственного процесса при небольших затратах.

Японские специалисты, такие образом, наделили электронные устройства свойствами настоящих клеточных мембран:

  • гибкостью,
  • силой,
  • чувствительностью,
  • сверхтонкой структурой.

По сути, японцы нашли новый способ создания полупроводниковых одномолекулярных бислоёв. Благодаря новому способу, становится возможным изготовление плёночных поверхностей больших площадей до 100 см2.

Разработка новых тонкоплёночных полупроводников – дело рук учёных Университета Токио, факультета прикладной физики, которые действовали под руководством профессора Тацуо Хасегава (Tatsuo Hasegawa ).

Изобретение можно считать настоящим прорывом – основанным на концепции структурной неравновесности молекулярной формы, когда молекулы обретают способность оседать несколькими слоями – одни поверх других.

Фактически, полученная плёнка прозрачна. Однако силы притяжения и отталкивания, действующие между отдельными элементами, создают организованный, повторяющийся рисунок ёлочки. Такой рисунок чётко просматривается через микроскоп.

Общая молекулярная структура бислоя является высокостабильной. Исследователи полагают, что можно построить одну и ту же структуру на основе разных элементов с различными функциональными возможностями.

Отдельные молекулы созданной плёнки делятся на две области:

  1. Головная.
  2. Хвостовая.

Головная часть одной молекулы накладывается поверх другой, а их хвостовые части указывают в противоположных направлениях. Таким построением молекулы образуют вертикальную линию.

Каждые два элемента окружены такими же парами молекул, выстраиваемых в порядке «голова к голове». В конечном итоге, образуется своеобразный «сэндвич», который и получил  название – молекулярный бислой.

Особенности инновационной технологии

Исследовательская группа обнаружила интересную деталь. Молекулы способны противостоять укладке дополнительных бислоёв, укладываемых поверх уже созданных. Противостояние организуется бислоем из молекул с хвостовыми частями различной длины.

Стандартные методы создания полупроводниковых молекулярных бислоёв не могут контролировать толщину, не вызывая трещин или неровностей поверхности. Концепция неравновесности молекулярной формы  позволяет избежать этих подводных камней. В результате выстраивается квадрат плёнки размером 10х10 см.

Новые полупроводники могут переключаться в одно из двух состояний: проводник – изолятор., Такое включение-выключение позволяет транзисторам быстро изменять отображаемые изображения (например, панели ЖК-телевизора).

Разработка японских учёных явилась результатом создания пока что единственного молекулярного двухслойного полупроводника, более быстрого, чем аморфные кремниевые тонкопленочные транзисторы, что традиционно используются в электронике.


На основе информации Токийского Университета


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *