Επιστήμονες δημιούργησαν μια ευέλικτη νέα πλατφόρμα για ηλεκτρονικά είδη υψηλής απόδοσης.
Μια ομάδα μηχανικών του Πανεπιστημίου του Wisconsin – Madison δημιούργησε το πιο λειτουργικό ευέλικτο τρανζίστορ στον κόσμο – και μαζί με αυτό, μια γρήγορη, απλή και φθηνή διαδικασία κατασκευής που είναι εύκολα κλιμακούμενη στο εμπορικό επίπεδο.
Πρόκειται για μια πρόοδο που θα μπορούσε να ανοίξει την πόρτα σε έναν ολοένα και πιο διασυνδεδεμένο κόσμο, επιτρέποντας στους κατασκευαστές να προσθέτουν “έξυπνες” ασύρματες δυνατότητες σε οποιοδήποτε αριθμό μεγάλων ή μικρών προϊόντων ή αντικειμένων όπως φορητοί αισθητήρες και ηλεκτρονικοί υπολογιστές για ανθρώπους και ζώα που καμπυλώνουν, τεντώστε και μετακινήστε.
Τα τρανζίστορ είναι πανταχού παρόν με δομικά στοιχεία της σύγχρονης ηλεκτρονικής. Η πρόοδος της ομάδας UW-Madison είναι μια συστροφή σε ένα βιομηχανικό πρότυπο ηλικίας δύο δεκαετιών: ένα τρανζίστορ λεπτής μεμβράνης BiCMOS (διπολικό συμπληρωματικό ημιαγωγό μεταλλικού οξειδίου), το οποίο συνδυάζει δύο πολύ διαφορετικές τεχνολογίες, το πρώτο είναι το υψηλό ρεύμα σε συνδυασμό με την χαμηλή κατανάλωση ισχύος σε μορφή της θερμότητας και το δεύτερο η ελάχιστη κατασπατάληση της ενέργειας, εξοικονομώντας έτσι πολύτιμους πόρους – όλα σε μια επιφάνεια.
Ως αποτέλεσμα, αυτές οι συσκευές είναι “mixed-signal” (τόσο με αναλογικές όσο και με ψηφιακές δυνατότητες) προσφέροντας κατά αυτό τον τρόπο ποιοτικά τσιπ για πολλές σημερινές φορητές ηλεκτρονικές συσκευές, όπως κινητά τηλέφωνα.
Η Δρ Ma που ηγείτο της έρευνας είναι παγκόσμιος ηγέτης στις ευέλικτες ηλεκτρονικές συσκευές υψηλής συχνότητας. Αυτός και οι συνεργάτες του περιέγραψαν την πρόοδό τους στην εναρκτήρια έκδοση του περιοδικού Flexible Electronics , που δημοσιεύθηκε στις 27 Σεπτεμβρίου.
Η κατασκευή των παραδοσιακών ηλεκτρονικών συστημάτων BiCMOS είναι δύσκολη, εν μέρει επειδή η διαδικασία διαρκεί αρκετούς μήνες και απαιτεί ένα πλήθος ευαίσθητων βημάτων υψηλής θερμοκρασίας. Ακόμα και μια μικρή μεταβολή της θερμοκρασίας σε οποιοδήποτε σημείο θα μπορούσε να καταστρέψει όλα τα προηγούμενα βήματα.
Ο Ma και οι συνεργάτες του δημιούργησαν τα ευέλικτα ηλεκτρονικά τους στοιχεία σε μια νάνο-μεμβράνη μονοκρυσταλλικού πυριτίου, ο οποίος είναι ένας πολύ περίπλοκος τύπος, το οποίο είναι αρκετά εύκαμπτο υλικό. Το μυστικό για την επιτυχία τους είναι η μοναδική τους διαδικασία, η οποία εξαλείφει πολλά βήματα και μειώνει τόσο το χρόνο όσο και το κόστος κατασκευής των τρανζίστορ.
“Στη βιομηχανία, αυτή η διεργασία συνήθως ολοκληρώνεται σε τρεις μήνες κατά μέσο όρο”, ο Ma ανέφερε ότι . “Εμείς καταφέραμε να το τελειώσουμε σε μία εβδομάδα”.
Η ερευνητική ομάδα ισχυρίζεται η συγκεκριμένη περίπλοκη και σημαντική διαδικασία υψηλής θερμοκρασίας μπορεί να κλιμακωθεί και να αξιοποιηθεί άμεσα για την βιομηχανική παραγωγή.
