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加拿大麥基爾大學(xué)(McGillUniverstiy)的研究人員近來(lái)宣布一項(xiàng)技術(shù)突破，號(hào)稱(chēng)可大幅縮小有機(jī)半導(dǎo)體組件與硅芯片之間的性能差距。
與硅材料相較，有機(jī)半導(dǎo)體可采用較簡(jiǎn)易的低溫工藝生產(chǎn)，所產(chǎn)出的器件不但成本比較低，并具備高度可調(diào)諧特性(tunableproperties)；但遺憾的是，有機(jī)材料的載子遷移率(carriermobility)較差，使得其性能比傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體組件差了一大截，幅度超過(guò)千倍。
而麥基爾大學(xué)的研究人員最近示范了一種能縮小有機(jī)半導(dǎo)體與無(wú)機(jī)材料之間性能差距的方法，是通過(guò)由下而上的自動(dòng)組裝(bottom-upself-assembly)技術(shù)，復(fù)制有機(jī)半導(dǎo)體的高度秩序化(highlyordered)納米結(jié)構(gòu)。
麥基爾大學(xué)教授DmitriiPerepichkal表示：“我們的研究成果是取一種完美有序的無(wú)機(jī)材料晶體──在這里是單晶銅──然后將其秩序轉(zhuǎn)化到一個(gè)有機(jī)層中；”他是與法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究院(Institutnationaldelarecherchescientifique)教授FedericoRosei一同進(jìn)行上述研究。
“具體來(lái)說(shuō)，我們成功展示了一種最重要的有機(jī)導(dǎo)電高分子聚合物──PEDOT(polyethylenedioxythiophene)──的完美秩序化數(shù)組�！盤(pán)erepichkal表示。
復(fù)制無(wú)機(jī)銅晶體排列秩序、以5納米分辨率所制作的高分子聚合物
研究人員通過(guò)復(fù)制已經(jīng)具備完美晶體結(jié)構(gòu)的銅薄膜，利用簡(jiǎn)易的低溫沉積技術(shù)讓單體(monomer，聚合物的成分)自動(dòng)在無(wú)機(jī)材料上組裝成聚合物�！爱�(dāng)這些小小的單分子觸及晶體的表面，它們就會(huì)以該晶體本身的排列模式聚合成最后的聚合物數(shù)組�！盤(pán)erepichkal指出。
利用該結(jié)晶化PEDOT單層膜(monolayers)所制作的有機(jī)晶體管，在尺寸上可望比目前的半導(dǎo)體組件小十倍、但性能則可媲美諸如硅等無(wú)機(jī)材料。
這項(xiàng)研究目前還在早期階段，但研究人員表示該技術(shù)最終可適用各種有機(jī)半導(dǎo)體組件的生產(chǎn)，應(yīng)用范圍包括大尺寸計(jì)算機(jī)顯示器，以及高效益、廉價(jià)的塑料太陽(yáng)能電池。而研究人員的下一步是將目前以1D方式(單層膜)呈現(xiàn)的成果，進(jìn)展到傳統(tǒng)芯片制造所使用的2D架構(gòu)。
（來(lái)源：電子工程專(zhuān)輯 ）
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