Nowy materiał jest przygotowany, aby dać nam szybsze wyświetlacze o wyższej rozdzielczości. Naukowcy z Uniwersytetu Hokkaido mogą wyjaśnić, co czyni ten materiał tak wyjątkowym, otwierając drzwi do jego zastosowania i dalszego rozwoju.
Wszystkie wyświetlacze składają się z sieci maleńkich punktów świetlnych, zwanych pikselami, których jasność można indywidualnie regulować. Całkowita liczba pikseli — a tym samym rozdzielczość i rozmiar wyświetlacza — jest ograniczona liczbą pikseli, które można przetworzyć w danym ułamku sekundy. Dlatego producenci monitorów próbują używać tekstur w kontrolerach pikseli, które wykazują bardzo wysoki „ruch elektroniczny”, miarę tego, jak szybko prąd zaczyna przepływać przez ten kontroler w odpowiedzi na przyłożone napięcie – a zatem jak „szybko” piksel jest.
Nowy materiał o nazwie ITZO (ze względu na elementy składowe, takie jak ind, cyna, cynk i tlen) ma być siedmiokrotnie szybszy niż obecnie stosowane materiały. Nie jest jednak jasne, skąd pochodzi to ulepszenie, co utrudniło jego przyjęcie do zastosowań przemysłowych.
Naukowiec zajmujący się materiałami z Uniwersytetu Hokkaido, Hiromichi Ota i jego zespół, zastosowali unikalną technikę pomiarową, aby to podkreślić. W swoim najnowszym artykule opublikowanym w czasopiśmie, Zastosowane materiały elektronicznewykazali, że wysoka ruchliwość elektronów wynika z niezwykłego faktu, że w warstwach ITZO o wystarczającej grubości na granicy z nośnikiem gromadzą się swobodne ładunki, dzięki czemu przepływające elektrony mogą swobodnie poruszać się w masie materiału.
Unikalna zdolność grupy wokół Ota wynika z bardzo prostego wzoru: ruch elektronu jest proporcjonalny do czasu swobodnego przemieszczania się jego nośników ładunku – w tym przypadku elektronów – podzielonego przez ich masę efektywną. Chociaż sam pomiar ruchliwości elektronów jest stosunkowo standardową techniką, efektywna masa i czas swobodnego przemieszczania się nie dają się łatwo zmierzyć, a zatem trudno jest określić czynnik odpowiedzialny za ruchliwość elektronów.
Jednak mierząc, jak zmienia się pole elektryczne wewnątrz materiału w odpowiedzi na przyłożone pole magnetyczne oraz gradient temperatury, zespół Oty może wywnioskować efektywną masę elektronów, a następnie obliczyć również czas swobodnego przemieszczania się. Okazuje się, że zarówno masa efektywna jest znacznie mniejsza niż w nowoczesnych materiałach, jak i czas swobodnego przemieszczania się jest znacznie wyższy, dlatego oba czynniki przyczyniają się do wzrostu ruchliwości elektronów. Dodatkowo, obserwując, jak ich wyniki zależą od grubości materiału ITZO, mogą wywnioskować, w jaki sposób interfejs i masa materiału przyczyniają się do tych efektów.
Ota wyjaśnia znaczenie tej analizy: „Korzystając z wiedzy, którą zdobyliśmy w tym badaniu, w przyszłości możemy zaprojektować inne przezroczyste cienkowarstwowe tranzystory tlenkowe o różnych składach chemicznych, które wykazują lepsze właściwości mobilności elektronicznej”. Dlatego badanie to jest ważnym krokiem w kierunku następnej generacji wyświetlaczy o ultrawysokiej rozdzielczości.
Źródło historii:
Materiały Wstęp do Uniwersytet Hokkaido. Uwaga: Treść można modyfikować zgodnie ze stylem i długością.
„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”
