Прозрачное будущее дисплеев

АрхивЧеловек и Общество

Японские исследователи достигли результатов в создании прозрачных полупроводников и дисплеев на их основе

В майском номере журнала «Science» опубликована работа об этапном, по мнению многих специалистов, достижении японских исследователей в создании прозрачных полупроводников и дисплеев на их основе (Kenji Nomura et al., «Thin-Film Transistor Fabricated in Single-Crystalline Transparent Oxide Semiconductor», Science, May 23, 2003: 1269–1272). В начале года полупроводниковая индустрия с интересом обсуждала результаты американского инженера Джона Вейджера (John Wager) и его команды из Орегонского университета, создавших первый прозрачный транзистор, однако у этого устройства была недостаточно высокая подвижность носителей тока (порядка 2,5 см2/В-с), что делало его  малопригодным для применения в дисплеях. Теперь же стало известно, что японские ученые из Токийского института технологий (TokyTech) в Иокогаме научились создавать гораздо более быстрые прозрачные полупроводниковые схемы с подвижностью носителей порядка 80 см2/В-с.

Подвижность, то есть скорость перемещения носителей (в данном случае электронов) в твердой среде под действием электрического поля, является критично важным параметром для практических приложений. Секрет высокой подвижности электронов в японской разработке (ранее даже самые оптимистические прогнозы обещали верхний предел около 50) заключается в том, что новые транзисторы формируются на основе единого кристалла (сложного оксида индия, галлия и цинка). Прежние конструкции были поликристаллические, то есть транзисторы состояли из множества крошечных кристаллов, а электроны при переходе из одного кристалла в другой (в зоне сосредоточения дефектов) существенно замедляли движение.

Правда, новый подход дает большие преимущества ценой серьезного усложнения технологии производства. Тонкопленочные транзисторы приходится изготовлять с помощью дорогих и сложных лазеров, испаряющих исходные ингредиенты для последующей конденсации и формирования монокристалла. Этот процесс называют импульсно-лазерным осаждением (pulsed laser deposition), и для него требуются высокие рабочие температуры порядка 1400 °C (нынешние активные матрицы ЖК-дисплеев изготовляются при температурах около 350 °C). Впрочем, практически любая новая технология поначалу далека от существующих методов промышленного производства. Однако постепенно отыскиваются способы упростить и удешевить технологический процесс, и, вероятно, не за горами удивительные дисплеи, прежде виданные лишь в фантастических фильмах — на окнах квартир, ветровых стеклах машин или в приборах расширения реальности.