Onderzoekers verbeteren plastic transistors

Medewerkers van het Georgia Institute of Technology zijn erin geslaagd transistors te ontwikkelen die in een scala van omstandigheden inzetbaar zijn en voldoende stroom kunnen schakelen voor praktische doeleinden.

De transistors kunnen bovendien bij lage temperaturen geproduceerd worden, wat ze geschikt maakt om op een plastic substraat te worden vervaardigd. Bij hogere temperaturen smelt het plastic en zijn ingewikkelde tussenstappen nodig om de transistors naar plastic substraten over te brengen. Tevens kan de massaproductie van de nieuwe transistors onder normale atmosferische omstandigheden plaatsvinden. De transistors bleken zonder afscherming tegen zuurstof of vocht bestand. Na twintigduizend keer aan- en uitschakelen met de maximale schakelstroom en een verblijf in een plasmakamer bleven de prestaties gelijk; pas na een uur onderdompeling in aceton vertoonden de transistors enige degradatie.

De transistors werden gemaakt met een dubbele laag dielektrum. Die dunne laag tussen het halfgeleidermateriaal van de gate en het substraat werd uit twee lagen opgebouwd. De ene laag bestond uit een polymeer dat als Cytop bekendstaat; de tweede laag is het bekendere high-k-metaaloxide dat onder meer door Intel in zijn cpu's wordt gebruikt. De dubbellaag combineert de positieve eigenschappen van beide deellagen. De nadelen, enerzijds een daling van de stroom en anderzijds juist een stijging, bleken elkaar op te heffen.

De onderzoekers hebben voor hun tests de transistors onder een normale atmosfeer op glas geproduceerd. In een volgende stap willen ze de transistors op een flexibele plastic onderlaag produceren, wat dankzij de verwerkingstemperatuur van minder dan 150 graden Celcius mogelijk is. In een later stadium willen de Georgia-wetenschappers de transistors met inktjettechnologie printen. De transistors zouden dan voor onder meer toepassingen in plastic zonnecellen, rfid-tags en smart cards gebruikt kunnen worden.

Transistors op flexibel substraat