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蒸气沉积的钙钛矿半导体功率下一代电路

科学知识 2025-05-04 3107

摘要:研究团队已经开发了一项旨在彻底改变下一代展示和电子设备的开创性技术。...

由Yong-Young Noh教授领导的研究团队和Postech化学工程系(Pohang科学技术大学)的Youjin Reo博士开发了一项具有突破性的技术,该技术有望彻底改变下一代展示和电子设备。该项目是与中国电子科学技术大学(UESTC)的Ao Liu和Huihui Zhu教授的合作努力,这些发现发表在自然电子4月28日。

蒸气沉积的钙钛矿半导体功率下一代电路

每当我们在智能手机上播放视频或玩游戏时,成千上万的晶体管在幕后不懈地运行。这些显微镜组件像交通信号一样起作用,调节电流以显示图像并确保应用程序平稳操作。晶体管通常被归类为N型(电子传输)和P型(孔传输),N型设备通常表现出卓越的性能。但是,为了实现低功耗的高速计算,P型晶体管也必须达到可比的效率。

为了应对这一挑战,研究团队专注于具有独特晶体结构的新型P型半导体材料:基于锡的钙钛矿。该材料已成为高性能P型晶体管的有前途的候选人。传统上,它仅是通过解决方案过程(类似于将墨水浸入纸上浸泡的技术)来制造的,该技术在可伸缩性和一致的质量方面提出了挑战。

在一个重大突破中,该团队成功地应用了热蒸发,这是一个广泛用于OLED电视和半导体芯片制造的行业,以生产高质量的Caesium-Caesium-tin-iodide(CSSNI3)半导体层。该技术涉及在高温下蒸发材料,以在底物上形成薄膜。

此外,通过添加少量氯化铅(PBCL)2)研究人员能够改善钙钛矿薄膜的均匀性和结晶度。最终的晶体管表现出出色的性能,达到30厘米以上的孔迁移率2/v·s,开/关电流比为108与已经商业化的N型氧化物半导体相媲美 - 表明在开关过程中快速信号处理和低功耗。

这种创新不仅增强了设备稳定性,而且还可以制造大面积设备阵列,从而有效地克服了先前基于解决方案的方法的两个主要局限性。重要的是,该技术与OLED展示生产中使用的现有制造设备兼容,具有降低成本和简化制造过程的巨大潜力。

Yong-yong-young教授说:“这项技术为在智能手机,电视,垂直堆叠的集成电路甚至可穿戴电子设备中的超薄,灵活和高分辨率显示器的商业化开辟了令人兴奋的可能性。”

这项研究得到了韩国国家研究基金会(NRF)的支持。

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