Det nya materialet kan ge oss snabbare skärmar med högre upplösning. Forskare
Alla skärmar är uppbyggda av pixlar vars ljusstyrka ärkan justeras individuellt. Totalt antal pixlar – och därför upplösningen och skärmstorleken – begränsat av hur många pixlar som kan bearbetas på en given bråkdel av en sekund. Därför försöker bildskärmstillverkare använda material i pixelstyrenheter som uppvisar mycket hög "elektronmobilitet", vilket är ett mått på hur snabbt ström kommer att flyta genom en sådan styrenhet som svar på applicering av spänning – och därmed hur "snabb" är en pixel.
ITZO lovar att vara sju gånger snabbare än dagens liknande material. Men hittills har det inte varit klart varifrån denna förbättring kommer, vilket har förhindrat dess tillämpning inom industrin.
Hokkaido Universitys materialforskare Hiromichi Ohtaoch hans team använde sin unika mätteknik för att klargöra denna fråga. De visade att den högre elektronrörligheten är ett resultat av det ovanliga faktum att i ITZO-filmer med tillräcklig tjocklek byggs fria laddningar upp i gränssnittet med bärarmaterialet och därmed låter passerande elektroner passera obehindrat genom huvuddelen av materialet.
Enligt dem kommer det hela ner på en mycket enkelformel: Elektronrörlighet är proportionell mot den fria restiden för laddningsbärare – i detta fall elektroner – dividerat med deras effektiva massa. Ohtas team kunde bestämma den effektiva massan av elektronerna och sedan beräkna den fria vägtiden. Det visade sig att den effektiva massan är mycket mindre än för moderna material, och den fria restiden är mycket längre, och därför bidrar båda faktorerna till högre elektronrörlighet.
”Att använda den kunskap som fåtts under det härforskning, kan vi i framtiden utveckla andra transparenta oxid-halvledar-tunnfilmstransistorer med olika kemi som kommer att uppvisa ännu bättre elektronmobilitetsegenskaper”, förklarar Ohta.