碳60高速有機電晶體現身
- 上線日期：2008/7/23 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網 http://nano.nchc.org.tw
英國與荷蘭科學家製造出一種含有氟與碳60分子的高效能n型通道場效電晶體(FETs)，其電子遷移率可能高達0.15 cm2/Vs，因此可望被應用在大面積的有機電子元件中，例如有機LED製成的可撓式、可捲式顯示器與較低階的射頻辨識標誌(RFID tags)電路。
由於n型通道電晶體在空氣中穩定性不佳，載子遷移率又較低，因此有機薄膜電晶體(TFT)的研究多半集中p型通道電晶體上。然而高效能的有機邏輯電路，如反相器、NOR與NAND等互補型邏輯閘，都是由p型與n型通道電晶體共同組成。最近，倫敦帝國學院的Thomas Anthopoulos與荷蘭格羅寧根(Groningen)大學及飛利浦的同事，終於利用以溶液為主的有機半導體，製作出高電子遷移率的n型通道電晶體與積體電路，其中包含多種含氟的碳60衍生物。
研究人員發現製作好的元件在室溫下直接具備高電子遷移率，不需要熱或蒸氣退火等後處理。Anthopoulos的電晶體採用以標準光微影術即可製作的底閘極底接觸(bottom-gate, bottom-contact, BG-BC)架構，並以在空氣中穩定的金做為源極/汲極電極。
在閘極、汲極和源極上施加正確的偏壓，通道電流調變的範圍可超過六個數量級，因此該元件也能作為電子開關。整合數個n通道電晶體，Anthopoulos的團隊便能設計並製造出如多級環狀振盪器(multistage ring oscillator)的複雜邏輯電路。
研究團隊希望藉由發展新的元件架構及富勒烯分子，來進一步提升電晶體的電子遷移率。他們也利用自組成的單分子有機薄膜做為超薄的閘極介電材料(gate dielectric)，希望使電晶體的操作電壓由超過50伏特降到約只有1-2伏特。詳見Appl. Phys. Lett. 92, 143310 (2008)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/34947
譯者:謝德霖(逢甲大學光電學系)
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