



新有機分子塑造有機薄膜半導體
根據相關資料釋義,薄膜材料是指厚度介于單原子到幾毫米間的薄金屬或有機物層。薄膜技術主要應用于電子半導體功能器件和光學鍍膜。
2010年3月16日,德國研究人員宣布他們研制出一種新的有機分子,可以用來制造高性能有機薄膜半導體。據德國維爾茨堡大學的研究人員介紹,他們和德國巴斯夫公司的研究人員合作,成功合成了一種新的有機分子。由美國斯坦福大學進行的測試證明,這種有機分子具有很強的半導體性能和耐氧化特點,適宜在真空條件下制作電子電路。
德國專家指出,新材料最引人注目之處是它暴露在空氣中20個月后仍能正常工作,而普通的有機半導體材料通常在較短時間內就會因氧化受損而影響使用。有機薄膜半導體將來有望在計算機等信息產業得到廣泛應用,如制作可變形彎曲的“柔性顯示器”。
日本研制出有機半導體單晶薄膜
2011年7月14日,日本開發出一種制作有機半導體單晶薄膜的新技術。該種新技術由日本產業技術綜合研究所等機構的科研人員聯合開發,能使平板顯示器等大面積電子設備所需的薄膜場效應晶體管(TFT)的性能比用傳統方法制成的產品高百倍以上。
在本項研究中,研究人員使用一種含有有機半導體C8-BTBT的墨水和一種促進有機半導體結晶化的墨水,先后進行噴涂,解決了半導體涂層不均勻的問題。用新技術制成的有機半導體單晶薄膜不僅半導體涂層非常均勻,厚度也僅有30納米。
無缺陷半導體納米晶體薄膜
2012年,美國麻省理工學院的研究人員利用電子束光刻技術和剝離過程開發出無缺陷半導體納米晶體薄膜。此次制成的無缺陷薄膜的導電率約為傳統方法制成的有裂縫薄膜的180倍。
科學家稱,這一制造方法還能應用于硅表面,制成30納米寬的薄膜。其訣竅在于使薄膜結構變得均勻,緊貼在二氧化硅基座上。這能通過在納米晶體層沉積于硅表面之前,將稀薄的聚合物層覆蓋在表面上實現。據推測,納米晶體表面上細小的有機分子亦能幫助它們與聚合物層相結合。
研究人員表示,這種納米晶體薄膜可以得到多種應用。因為它們不僅能發光,也能吸收多種顏色的光。這有助于形成高分辨率顯示器屏幕上的發光像素,或是制成新類型的高效、廣譜太陽能電池。同時,這種材料還可被用于開發針對少量特定生物分子的高敏度探測器,例如作為毒素篩選系統或是醫藥檢測設備等。另外,這種技術的成功也開啟了有關電子在納米晶體薄膜內如何移動的新研究。
高質量原子量級半導體薄膜
美國北卡州立大學研究人員5月22日表示,他們開發出制造高質量原子量級半導體薄膜(薄膜厚度僅為單原子直徑)的新技術,該技術能將現有半導體技術的規模縮小到原子量級,包括激光器、發光二極管和計算機芯片等。
價格低廉的半導體材料——硫化鉬是此次研究的材料,該材料能以單原子分層生長形成單層薄膜,同時薄膜不會失去原有的材料特性。在新技術中,研究人員將硫粉和氯化鉬粉放置于爐內,并將溫度逐步升高到850攝氏度,此時兩種粉末出現蒸發(汽化)并發生化學反應形成硫化鉬。繼續保持高溫,硫化鉬能沉積到基片上,形成薄薄的硫化鉬膜。
據研究人員介紹,該技術成功的關鍵在于尋找到了新的硫化鉬生長機理,即自限制生長,通過控制高溫爐中分壓和蒸汽壓來精確地控制硫化鉬層的厚度。研究人員目前在試圖尋找其他的方式,以制造類似的但每個原子層由不同材料組成的薄膜。同時,他們也在利用新技術制作場效應晶體管和發光二極管。
隨著科技的發展,薄膜的應用越來越廣泛,但也有業內人士提出,再過8年,半導體薄膜發展或將達到飽和,之后薄膜光伏或是未來發展趨勢,也是清潔能源的一大亮點。但無論如何,新技術的發展和突破,都在不斷改寫著人類社會發展和建設的歷史。
