Созданы полупроводники на основе сверхтонких органических пленок
Ученые из Томского государственного университета научились выращивать полупроводники из органических молекул принципиально новым методом — самосборки из газовой фазы. Сверхтонкие пленочные структуры толщиной в несколько десятков молекул позволяют создавать полупроводники с улучшенными характеристиками для использования в устройствах нано и микроэлектроники.«Полупроводники – это класс материалов, как органических, так и неорганических, обладающих способностью изменять свои электрические свойства под влиянием внешнего воздействия»В ТГУ отмечают, что разработанная технология выращивания органических полупроводников, позволит устранить одну из главных проблем молекулярной электроники и наноэлектроники.
Она заключается в том, что все устройства, сделанные на основе органических проводящих материалов, разлагаются под воздействием времени, нагрузок и температуры. Новая технология послойного выращивания позволяет формировать очень прочные связи между молекулами, что значительно продлит срок работы устройств.
Полупроводники – это класс материалов, как органических, так и неорганических, обладающих способностью изменять свои электрические свойства под влиянием внешнего воздействия. Возможность управлять электропроводимостью полупроводников за счет изменения внешней среды и позволяет их использовать в электронике многообразными способами. Технологии создания полупроводниковых устройств заключаются в нанесении тонкого слоя полупроводникового материала на подложку различными методами. В основе технологии, разработанной учеными ТГУ, — последовательное наращивание слоя вещества из отдельных молекул паров разогретого органического вещества на поверхности подложки. Специальная установка разогревает вещество до температуры 300-400 градусов Цельсия, молекулы вещества особым образом захватываются и размещаются на подложке послойно, образуя тончайшую пленку. Подобная технология является принципиально новой и в мире еще не внедрена.
"Главная техническая проблема производства устройств на основе органических полупроводников, созданных традиционными методами напыления, заключается в том, что они обладают низкой проводимостью, поскольку отдельные молекулы плохо взаимодействуют между собой, – говорит заведующая лабораторией органической электроники Сибирского физико-технического института им. академика В.Д. Кузнецова ТГУ Татьяна Копылова. – Метод послойного нанесения (молекулярная эпитаксия) обеспечивает химическое связывание молекул и тем самым увеличивает транспорт зарядов".
Разработчик технологии, ведущий ученый лаборатории органической электроники СФТИ ТГУ, профессор-исследователь Университета штата Юта Владимир Буртман отмечает, что разработанная технология послойного выращивания полупроводника значительно быстрее существующих: "На выращивание одного монослоя уходит 15–30 минут. Из них, как из кирпичиков, можно конструировать полупроводники любой сложности. Для сравнения: в классических технологиях, где нанесение молекул производится через растворение вещества, формирование одного слоя на носителе занимает три дня".
Владимир Буртман, СФТИ ТГУ / Фото: Пресс-служба ТГУ
Для выращивания полупроводников ученые СФТИ ТГУ планируют использовать уже существующие материалы и новые вещества, которые по их заказу будут синтезировать партнеры из ведущих научных центров, специализирующихся на химии: Институт проблем химической физики РАН (г. Черноголовка), Институт высокомолекулярных соединений РАН (г. Санкт-Петербург) и другие.
Обсуждение