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由知名ERC赠款支持的一项突破研究中,Paul Heremans教授、imec大区电子系研究员兼主管及其同事研究有机半导体材料中晶体的精度组成以知识开发出可扩展新技术 组成高序晶片并设计方法将这些胶片整合到设备中,如有机薄膜晶体管、有机太阳能电池和有机发光晶管
未封化潜力-基础研究调用
有机半导体与其他类半导体材料大相径庭它们的分子性质使它们独有可编程性, 并给它们带来趣味光学特性多亏后方-光散性能极佳-这些有机半导体已经在使用中,例如最先进智能手机和OLED显示器
与理论可能性相比,今天制造的有机晶体管和电路仍然缺乏性能取决于电磁薄膜传输速度但由于这些电影目前沉积的方式,它们通常是高度混乱的:不定或结晶化成不大于典型一微聚合状胶片 晶体域间随机稠密粒度模式并阻塞电荷运输 并可能导致晶体管和电路大变异
清晰点:当前表现不佳主要是因为电影如何存置非分子属性使用实验环境生成单晶片证明这一点,这些单晶片比当今最先进薄膜技术生成的特征和性能高得多。任何改进努力都应该解决薄膜制作方式问题
imec的Paul Heremans和他的团队开始缩小性能差距ERC支持项目,目标是追求基本理解,首先是有机材料结晶化和如何将之转化成薄膜制作技术。”
研究人员对可缩放技术特别感兴趣,这些技术可用于编造高性能电子设备,对光电设备特别感兴趣。自始至终追求三大相联目标:高序薄质薄片在任意子串上提高增长建模晶状薄膜生长电子性能并制作更好的设备晶状薄膜
加深理解通向更好的电子
最近,项目成功关闭,并有相当多令人振奋的结果,现在可以进一步化为实战技巧和工业处理指南以上是四大平台或技巧中的一些亮点
第一项结果涉及到处理冲压晶体管的挑战,每个晶管都用小有机单晶体管处理研究者通过嵌入式孔径蒙面观察惰性子串小分子的真空蒸发通过仔细控制核素 研究者可以生成小单晶体田数组第二步,通过非常精确对齐面罩, 并有可能在这些单晶体田顶端建模金属电极, 产生微量单晶体电设备这样项目协作者处理薄膜晶体管并充电载波移动性超过12cm2/Vs研究因此加深了对如何开发小晶体和如何上层设备的理解
紧接小单晶素田外,项目还研究如何生长、模式化并整合大得多单晶素薄膜研究者组合慢解涂层法组成模版,内长单晶粒子并随附通过吸尘蒸发生成同一种分子的后序再生长创用法生成胶片充电载量超过10cm2/Vs处理高移动性材料上性能装置的主要障碍是接触阻抗研究新用药法和成熟法以克服这一问题其结果之一是成功编译5m通道长度综合设备,包括环振荡器
项目还研究高晶状太阳能电池编译研究者开发新热处理法以蒸发不定的有机薄膜并重新压缩后用图层制作厚同族膜顶部以多晶片为基础的太阳细胞显示效率提高,多粒子长扩散长度(>200纳米)甚至保持薄膜密片项目进一步探索用晶状捐助层模版有机接受层增生,在整个细胞中导出晶状性这对于成功制作新太阳能电池至关紧要-即基于独特三层架构的全无平面分离在这个单元概念中,三个辅助吸附器帮助生成电流,产生耗8.4%的太阳能电池
研究者最后查看有机发光晶体管,开发基于创新双叠门架构的设备使用模式化晶片 独立引导电子和孔 重编组区结果是光线释放 创记录外部量子效率14.2%光导晶体管因其优异特征而向薄膜光源高亮路径跨出重要一步
成功努力产生广泛效果
EsposCrystali项目设计为基础研究努力,广度多科性演练,目的是推进薄膜技术由imec等研究所的研究人员参与,跨段从材料研究到设备工程通过产生效果论文和讲解,它已经对科研界和研发界产生影响,同时它还在持续进行中。最终结果发布上网后,它将成为进一步优化和改进的基础,并定能实现薄膜电子化的实际突破
EposCrystalli项目由高级赠款资助Paul Heremans由欧洲研究理事会根据欧洲联盟第七框架方案编写(FP7/2007-2013)/ERC赠款协议n°320680
引用信息 :
保罗赫曼斯imec研究员兼教授库鲁文电气工程系(比利时)。imec大区电子系主管,1998年开始研究活动Paul1990年从KULeuven获得电气工程博士学位研究兴趣遍历AMOLED显示器、大片灵活成像器、薄膜电路,如NFC标签、光检测器和聚合超声波传感器