“ความคืบหน้าการวิจัยเกี่ยวกับเซมิคอนดักเตอร์อสัณฐานชนิด p นั้นซบเซาอย่างเห็นได้ชัด” ตามรายงานของมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์ Pohang และ เทคโนโลยี (พอสเทค). “แม้จะมีการนำสารกึ่งตัวนำอะมอร์ฟัสออกไซด์ชนิด n มาใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ใช้ IGZO [อินเดียมแกลเลียมซิงค์ออกไซด์] ในจอแสดงผล OLED และอุปกรณ์หน่วยความจำ ความก้าวหน้าของวัสดุออกไซด์ชนิด p ได้ถูกขัดขวางโดยข้อบกพร่องโดยธรรมชาติหลายประการ ความพ่ายแพ้นี้ได้ขัดขวางการพัฒนา CMOS”
ทีมงานค้นพบว่าประจุของเทลลูเรียมออกไซด์เพิ่มขึ้นในโครงสร้างที่ขาดออกซิเจนเนื่องจากการสร้างระดับตัวรับที่สามารถรองรับอิเล็กตรอนได้ ทำให้วัสดุสามารถทำหน้าที่เป็นชนิด p สารกึ่งตัวนำ.
จากการสังเกตนี้ ทรานซิสเตอร์ได้รับการออกแบบโดยใช้ฟิล์มบางเทลลูเรียมที่ถูกออกซิไดซ์บางส่วนดัดแปลงด้วยซีลีเนียม ซึ่งเป็น 'ซับออกไซด์' ในรูปแบบ Se0.25เทโอ1.44 – โดยปกติแล้วออกไซด์จะเป็น SeO2 และทีโอ2
ผลลัพธ์รวมถึงความคล่องตัวของรู 15 ซม2/V/s และอัตราส่วนกระแสไฟเปิด-ปิด 106-107.
ทำไมต้องเพิ่มซีลีเนียม?
“ซีลีเนียมสามารถเพิ่มกระแสเข้าและกระแสลดได้” ศาสตราจารย์ Yong-Young Noh หัวหน้านักวิจัย (ภาพ) บอกกับ Electronics Weekly “ถ้าไม่มีซีลีเนียม TeOx มีความคล่องตัวต่ำ 1-2 ซม2/วี/วินาที หลังจากที่ซีลีเนียมถูกผสมเข้ากับเทลลูเรียม จะเกิดช่องการนำไฟฟ้าของรูขึ้นมา"
ทรานซิสเตอร์เป็นแบบประตูด้านล่าง โดยมีฉนวนเกตซิลิคอนไดออกไซด์และเกตซิลิคอน หน้าสัมผัสแหล่งกำเนิดและท่อระบายน้ำเป็นนิกเกิล
“ความสำเร็จเหล่านี้เกือบจะตรงกับระดับประสิทธิภาพของเซมิคอนดักเตอร์ชนิด n-type ออกไซด์ทั่วไป เช่น IGZO” PosTech กล่าว ซึ่งอธิบายต่อไปว่าทรานซิสเตอร์มี “ความเสถียรเป็นพิเศษภายใต้สภาวะภายนอกที่แตกต่างกัน รวมถึงความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า อากาศ และความชื้น” โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอของส่วนประกอบ TFT ทั้งหมดนั้นสังเกตได้เมื่อประดิษฐ์บนเวเฟอร์ ซึ่งยืนยันถึงความเหมาะสมสำหรับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่เชื่อถือได้ซึ่งนำไปใช้ในการตั้งค่าทางอุตสาหกรรม”
แอปพลิเคชั่นต่างๆ ได้รับการคาดหวังในจอแสดงผลสำหรับทีวี OLED อุปกรณ์ความเป็นจริงเสมือน และอุปกรณ์ความเป็นจริงเสริม รวมถึงการวิจัย CMOS และ DRAM โดย Samsung Display เป็นหนึ่งในผู้สนับสนุนโครงการ
มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีโปฮังทำงานร่วมกับสถาบันวิจัยมาตรฐานและวิทยาศาสตร์แห่งเกาหลี และห้องปฏิบัติการเร่งรัดโปฮัง
งานนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature ในชื่อ 'ซีลีเนียมอัลลอยด์เทลลูเรียมออกไซด์สำหรับทรานซิสเตอร์ p-channel ที่ไม่มีรูปร่าง'