Учёные обнаружили, что «ограничение конструкции» органических транзисторов повышает их стабильность

Почему это важно

OTFT-транзисторы считаются основой будущей гибкой и носимой электроники. Они лёгкие, дешёвые и подходят для крупноформатной печати, но остаются уязвимыми к деградации характеристик со временем.

Проект возглавил доктор Раду Спореа, доцент кафедры силовой электроники Университета Суррея. Он отмечает, что традиционный подход в отрасли заключался в попытке устранить контактные барьеры, так как они обычно ограничивают производительность. Новые данные показывают обратное: небольшие, тщательно контролируемые барьеры повышают стабильность транзисторов, уменьшая дрейф характеристик.

Как проводилось исследование

Учёные изготовили гибкие OTFT с использованием серебряных контактов, распространённых в печатной электронике. Устройства продемонстрировали высокую однородность тока и стабильную работу даже при сверхнизких напряжениях — до −4 В, что особенно важно для носимой и маломощной электроники.

Ключевым элементом эксперимента стала архитектура мультимодального транзистора (MMT) с двумя управляющими электродами. Такое разделение каналов управления позволило более точно изучить физику контактно-управляемого режима.

Моделирование показало, что при наличии небольшой контактной барьеры транзистор фактически «переходит» в режим, где ток определяется интерфейсом полупроводник–контакт. Это делает устройство менее восприимчивым к накоплению зарядов и другим возрастным эффектам, которые обычно ухудшают характеристики канал-управляемых транзисторов.

Что это значит для гибкой электроники

По словам доктора Евы Бестелинк, старшего научного сотрудника Университета Суррея, работа открывает новые подходы к проектированию: «Используя природные свойства материала вместо попыток их устранить, мы можем сделать гибкую электронику более надёжной и технологически простой».

Такие транзисторы могут облегчить схемы управления пикселями в будущих OLED- и microLED-дисплеях, снизить требования к производству и повысить энергоэффективность панелей.

Исследование выполнено при участии специалистов Joanneum Research Materials в рамках проекта Horizon 2020 EMERGE. Доктор Барбара Стадлобер отметила, что совершенствование технологий органической электроники позволило добиться высокой точности в контроле свойств материалов и получить значимые для индустрии результаты.