Новый материал призван предоставить нам более быстрые дисплеи с более высоким разрешением. Исследователи Университета Хоккайдо объясняют, что делает этот материал таким особенным, открывая двери для его применения и дальнейшего развития.
Все дисплеи состоят из сетки крошечных световых точек, называемых пикселями, яркость которых можно индивидуально регулировать. Общее количество пикселей — и, следовательно, разрешение и размер экрана — ограничено тем, сколько из этих пикселей можно обработать за заданную долю секунды. Поэтому производители дисплеев пытаются использовать в блоках управления пикселями материалы, демонстрирующие очень высокую «подвижность электронов», которая является мерой того, насколько быстро ток начнет течь через блок управления в ответ на приложенное напряжение — и таким образом, насколько быстр пиксель .
Новый материал под названием ITZO (из-за составляющих его элементов индия, олова, цинка и кислорода) обещает быть в семь раз быстрее, чем современный современный материал. Однако неясно, откуда взялось это улучшение, что препятствует его внедрению в промышленные приложения.
Ученый-материаловед из Университета Хоккайдо Хиромичи Охта и его команда использовали свою уникальную технику измерения, чтобы прояснить этот момент. В своей недавней статье, опубликованной в журнале ACS Applied Electronic Materials , они показали, что более высокая подвижность электронов является результатом того необычного факта, что в пленках ITZO достаточной толщины свободные заряды накапливаются на границе раздела с материалом носителя и, таким образом, позволяют электронам проходить сквозь них. беспрепятственно проходить через большую часть материала.
Уникальная способность сводится к очень простой формуле: подвижность электронов пропорциональна времени свободного перемещения носителей заряда — в данном случае электронов — деленному на их эффективную массу. И хотя само измерение подвижности электронов является относительно стандартным методом, эффективную массу и время свободного пробега измерить не так просто, и поэтому трудно сказать, какой фактор отвечает за подвижность электронов.
Но, измерив, как электрическое поле внутри материала изменяется в ответ на приложенное магнитное поле, а также на градиент температуры , команда Охты смогла вывести эффективную массу электронов, а затем также рассчитать время свободного пробега. Оказывается, что и эффективная масса значительно меньше, чем в современных современных материалах, и время свободного пробега намного выше, и, следовательно, оба фактора способствуют более высокой подвижности электронов. Кроме того, наблюдая, как их результаты зависят от толщины материала ITZO, они могли сделать вывод, как поверхность раздела и объем материала способствуют этим эффектам.
Охта объясняет важность этого анализа: «Используя знания, полученные в результате этого исследования, мы можем в будущем разработать другие тонкопленочные транзисторы с прозрачным оксидом и полупроводником с другим химическим составом, которые демонстрируют еще лучшие свойства подвижности электронов». Таким образом, это исследование является важным шагом на пути к следующему поколению дисплеев сверхвысокого разрешения.
Теги: дисплей
