Ανυπομονείτε για μελλοντικά smartphone; Αναπτύχθηκε καινοτόμο υλικό προβολής

Το νέο υλικό θα μπορούσε να μας προσφέρει ταχύτερες οθόνες υψηλότερης ανάλυσης. Ερευνητές

Το Πανεπιστήμιο Hokkaido μπόρεσε να εξηγήσει τι κάνει το νέο υλικό, που ονομάζεται ITZO, τόσο ιδιαίτερο

Όλες οι οθόνες αποτελούνται από pixel των οποίων η φωτεινότητα είναιμπορεί να ρυθμιστεί μεμονωμένα. Συνολικός αριθμός pixel – και επομένως η ανάλυση και το μέγεθος της οθόνης – περιορίζεται από το πόσα pixel μπορούν να υποστούν επεξεργασία σε ένα δεδομένο κλάσμα του δευτερολέπτου. Επομένως, οι κατασκευαστές οθονών προσπαθούν να χρησιμοποιήσουν υλικά σε μονάδες ελέγχου εικονοστοιχείων που παρουσιάζουν πολύ υψηλή «κινητικότητα ηλεκτρονίων», η οποία είναι ένα μέτρο του πόσο γρήγορα θα ρέει ρεύμα μέσω μιας τέτοιας μονάδας ελέγχου ως απόκριση στην εφαρμογή τάσης – και άρα πόσο «γρήγορα» είναι ένα pixel.

Το ITZO υπόσχεται να είναι επτά φορές πιο γρήγορο από τα σημερινά παρόμοια υλικά. Ωστόσο, μέχρι τώρα δεν ήταν σαφές από πού προέρχεται αυτή η βελτίωση, γεγονός που εμπόδισε την εφαρμογή της στη βιομηχανία.

Ο επιστήμονας υλικών του Πανεπιστημίου Hokkaido Hiromichi Ohtaκαι η ομάδα του χρησιμοποίησε τη μοναδική τους τεχνική μέτρησης για να διευκρινίσει αυτό το ζήτημα. Έδειξαν ότι η υψηλότερη κινητικότητα ηλεκτρονίων προκύπτει από το ασυνήθιστο γεγονός ότι, σε μεμβράνες ITZO επαρκούς πάχους, δημιουργούνται ελεύθερα φορτία στη διεπιφάνεια με το φέρον υλικό και έτσι επιτρέπουν στα διερχόμενα ηλεκτρόνια να περνούν ανεμπόδιστα από το μεγαλύτερο μέρος του υλικού.

Σύμφωνα με αυτούς, όλα καταλήγουν σε ένα πολύ απλότύπος: Η κινητικότητα των ηλεκτρονίων είναι ανάλογη με τον ελεύθερο χρόνο ταξιδιού των φορέων φόρτισης – σε αυτήν την περίπτωση τα ηλεκτρόνια – διαιρούμενο με την αποτελεσματική μάζα τους. Η ομάδα του Ohta μπόρεσε να προσδιορίσει την αποτελεσματική μάζα των ηλεκτρονίων και στη συνέχεια να υπολογίσει τον ελεύθερο χρόνο διαδρομής. Αποδείχθηκε ότι η αποτελεσματική μάζα είναι πολύ μικρότερη από αυτή των σύγχρονων υλικών και ο χρόνος ελεύθερης διαδρομής είναι πολύ μεγαλύτερος και, επομένως, και οι δύο παράγοντες συμβάλλουν στην υψηλότερη κινητικότητα των ηλεκτρονίων.

«Χρησιμοποιώντας τη γνώση που αποκτήθηκε κατά τη διάρκεια αυτούέρευνα, μπορεί στο μέλλον να αναπτύξουμε άλλα τρανζίστορ λεπτής μεμβράνης ημιαγωγών διαφανών οξειδίων με διαφορετική χημεία που θα επιδεικνύουν ακόμη καλύτερες ιδιότητες κινητικότητας ηλεκτρονίων», εξηγεί η Ohta.