美国科学家研制出迄今最快有机薄膜晶体管

这个邮票大小的玻璃上的透明晶体管，运行速度已经能够媲美某些硅晶体管。

据物理学家组织网1月9日(北京时间)报道，美国内布拉斯加林肯大学和斯坦福大学的科学家，制造出了目前世界上运行最快的有机薄膜晶体管，证明了该技术在制造高清显示设备以及透明电子设备上的巨大潜力。相关论文发表在1月8日出版的《自然·通信》杂志上。

多年来，各国科学家一直试图用廉价的富碳分子和塑料来制造性能接近硅技术的有机半导体，但鲜见突破性进展。此次由斯坦福大学化学工程学教授鲍哲南(音译)和内布拉斯加林肯大学机械和材料工程学助理教授黄劲松(音译)领导的研究团队，革新了传统生产技术，大幅提高了有机薄膜晶体管的载流子迁移率，使其性能与昂贵的、基于硅技术的弧形显示器不相上下。

目前，制造有机薄膜晶体管的传统工艺是，先通过在旋转的盘片上滴落由富碳分子和互补塑料组成的特殊溶液，而后通过旋转作用力，让复合溶液均匀散布在盘片上形成薄膜。

而称为“偏心旋转涂布”技术的新工艺对此进行了革新。研究人员加快了盘片的旋转速度，减少涂布面积并增加密度，将之前的大转盘换成了一块只有邮票大小的玻璃。相对于传统制造工艺，新方法单位面积上沉积的有机分子浓度更高，极大地改善了薄膜晶体管的载流子迁移率，而这是衡量电荷通过晶体管速度的重要指标。

研究人员称，目前只是初步实验，因此还不能精确控制有机材料的涂布队列，实现均匀的载流子迁移率。但即便在这个阶段，新技术生产出的有机薄膜晶体管在性能上，也已远远超过了目前传统的有机半导体，达到了高端电子产品中使用的多晶硅材料水平。

鲍哲南表示，该技术的进一步改进将有望为廉价、高性能透明电子设备的制造铺平道路。目前的实验所采用的载体是玻璃，之后将逐渐过渡到柔性塑料。现在，他们已经能够制造出肉眼可视透明度为90%的高性能有机薄膜晶体管。

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多年来，薄膜晶体管的材料都以无机材料为主，因为相对而言，有机半导体材质的载流子移动率太低，其性能无法达到像无机晶体管一般的表现，故被认为不适合应用于需要高切换速率的装置上。然而，有机薄膜晶体管拥有可弯曲的特性，因为有机材料的结合比硅更具有延展弹性，因此可被制作于软性基板上，成为可挠曲的显示器。随著有机薄膜晶体管运行速度的不断加快，透明手机、透明电视，乃至可显示新闻股市和天气的车窗也将应运而生。(记者王小龙)