Flexibele televisies, tablets en telefoons, evenals 'echt draagbare' slimme technologie zijn een stap dichterbij dankzij een transistor op nanoschaal die is gemaakt door onderzoekers van de Universiteit van Manchester en de Shandong University in China.

Het internationale team heeft een ultrasnelle, nanoschaaltransistor - bekend als een dunne-filmtransistor, of TFT, - gemaakt van een oxide halfgeleider. De TFT is de eerste op oxide-halfgeleider gebaseerde transistor die kan werken met een benchmarksnelheid van 1 GHz. Dit zou de volgende generatie elektronische gadgets nog sneller kunnen maken, helderder en flexibeler dan ooit tevoren.

Een TFT is een type transistor dat gewoonlijk wordt gebruikt in een liquid crystal display (LCD). Deze zijn te vinden in de meeste moderne gadgets met lcd-schermen zoals smartphones, tablets en high-definition televisies.

Hoe werken ze? LCD heeft een TFT achter elke individuele pixel en ze fungeren als individuele schakelaars waarmee de pixels snel van status kunnen veranderen, waardoor ze veel sneller aan en uit gaan.

Maar de meeste huidige TFT's zijn op silicium gebaseerd en zijn ondoorzichtig, stijf en duur in vergelijking met de oxide-halfgeleiderfamilie van transistors die het team uit het VK en China aan het ontwikkelen is. Hoewel oxide-TFT's het beeld op LCD-schermen zullen verbeteren, het is hun flexibiliteit die nog indrukwekkender is.

Aimin-lied, Hoogleraar Nano-elektronica aan de School of Electrical &Electronic Engineering, De Universiteit van Manchester, legt uit:"Tv's kunnen al extreem dun en helder worden gemaakt. Ons werk kan ertoe bijdragen dat tv mechanisch flexibeler en zelfs goedkoper te produceren is.

"Maar, misschien nog belangrijker, onze GHz-transistors kunnen flexibele elektronische circuits met gemiddelde of zelfs hoge prestaties mogelijk maken, zoals echt draagbare elektronica.

"Draagbare elektronica vereist flexibiliteit en in veel gevallen transparantie, te. Dit zou de perfecte toepassing zijn voor ons onderzoek.

"Plus, er is een trend in het ontwikkelen van slimme woningen, slimme ziekenhuizen en slimme steden - waarin oxidehalfgeleider-TFT's een sleutelrol zullen spelen."

Op oxide gebaseerde technologie heeft een snelle ontwikkeling doorgemaakt in vergelijking met zijn tegenhanger van silicium, die steeds meer in de buurt komt van enkele fundamentele beperkingen. Prof Song zegt dat er de afgelopen jaren snelle vooruitgang is geboekt op het gebied van oxide-halfgeleiders en dat er uitgebreide inspanningen zijn geleverd om de snelheid van op oxide-halfgeleider gebaseerde TFT's te verbeteren.

Zozeer zelfs dat sommige op oxide gebaseerde technologie al is begonnen met het vervangen van amorf silicium in sommige gadgets. Prof Song denkt dat deze laatste ontwikkelingen de commercialisering veel dichterbij hebben gebracht.

Hij voegde eraan toe:"Om op oxide gebaseerde elektronica te commercialiseren, moet er nog steeds een scala aan onderzoek en ontwikkeling worden uitgevoerd op materialen, lithografie, apparaat ontwerp, testen, en niet in de laatste plaats, grootschalige productie. Het heeft tientallen jaren geduurd voordat siliciumtechnologie zo ver kwam, en oxiden vorderen in een veel sneller tempo.

"Een apparaat met hoge prestaties maken, zoals onze GHz IGZO-transistor, is een uitdaging omdat niet alleen materialen moeten worden geoptimaliseerd, een reeks problemen met betrekking tot apparaatontwerp, fabricage en tests moeten ook worden onderzocht. anno 2015, we waren in staat om de snelste flexibele diodes te demonstreren met behulp van oxidehalfgeleiders, bereiken van 6,3 GHz, en het is nog steeds het wereldrecord tot nu toe. We hebben dus vertrouwen in op oxide-halfgeleider gebaseerde technologieën."