(Phys.org) —De elektronicawereld droomt al een halve eeuw van de dag dat je een tv in een buis kunt oprollen. Vorig jaar, Samsung onthulde zelfs een smartphone met een gebogen scherm, maar het was solide, niet flexibel; de technologie is gewoon nog niet ingehaald.

Maar wetenschappers kwamen vorige maand een stap dichterbij toen onderzoekers van het Argonne National Laboratory van het Amerikaanse Department of Energy de creatie van 's werelds dunste flexibele, doorzichtige 2D dunne-filmtransistors.

Deze transistors zijn slechts 10 atomaire lagen dik - dat is ongeveer hoeveel je vingernagels per seconde groeien.

Transistoren vormen de basis van bijna alle elektronica. Hun twee instellingen - aan of uit - dicteren de enen en nullen van de binaire computertaal. Dunne-filmtransistors zijn een specifieke subset hiervan die doorgaans worden gebruikt in schermen en displays. Vrijwel alle flatscreen-tv's en smartphones bestaan ​​tegenwoordig uit dunne-filmtransistors; ze vormen de basis van zowel LED's als LCD's (liquid crystal displays).

"Dit zou een transparante, bijna onzichtbaar scherm, zei Andreas Roelofs, een co-auteur op het papier en interim-directeur van Argonne's Center for Nanoscale Materials. "Stel je een normaal venster voor dat ook dienst doet als scherm wanneer je het aanzet, bijvoorbeeld."

Om te meten hoe goed een transistor is, je meet de aan-uit-verhouding - hoe volledig kan het de stroom uitschakelen? - en een eigenschap genaamd "mobiliteit van veldeffectdragers, " die meet hoe snel elektronen door het materiaal kunnen bewegen.

"We waren verheugd te constateren dat de aan/uit-verhouding net zo goed is als de huidige commerciële dunne-filmtransistors, " zei Argonne, postdoctoraal wetenschapper en eerste auteur Saptarshi Das, "maar de mobiliteit is honderd keer beter dan wat er vandaag op de markt is."

Het team probeerde ook de films te buigen om te testen wat er gebeurt onder stress. In de meeste dunne-filmtransistors, het materiaal begint te barsten, die, zoals je je misschien kunt voorstellen, beïnvloedt de prestaties. "Maar bij ons de eigenschappen veranderden helemaal niet, "Zei Roelofs. "De lagen schuiven gewoon en barsten niet."

De transistors behielden ook hun prestaties over een breed temperatuurbereik (van -320 ° F tot 250 ° F), een nuttige eigenschap in elektronica, die erg heet kan worden.

Om de transistors te bouwen, het team begon met een truc die de oorspronkelijke uitvinders van de Universiteit van Manchester de Nobelprijs opleverde:met een strook plakband een vel wolfraamdiselenide van slechts atomen dik afpellen.

"We kozen voor wolfraamdiselenide omdat het de elektronen- en gatengeleiding levert die nodig zijn voor het maken van transistors met logische poorten en andere pn-junctieapparaten, " zei Argonne-wetenschapper en co-auteur Anirudha Sumant.

Daarna gebruikten ze chemische depositie om er vellen van andere materialen op te laten groeien om de transistor laag voor laag te bouwen. Het eindproduct is 10 atomaire lagen dik. (Zie zijbalk voor een illustratie).

Volgende, het team is geïnteresseerd in het toevoegen van logica en geheugen aan flexibele films, dus je zou niet zomaar een scherm kunnen maken, maar een hele flexibele en transparante tv of computer.

"Echter, er moet meer worden gedaan aan de ontwikkeling van synthese van wolfraamselenide op grote oppervlakken om het ware potentieel voor toepassingen van ons werk te realiseren, ' zei Sumant.