Advance kunne ændre moderne elektronik:Højtydende metal-isolator-metal diode skabt

Forskere ved Oregon State University har løst en opgave inden for grundlæggende materialevidenskab, der har undgået forskere siden 1960'erne, og kunne danne grundlag for en ny tilgang til elektronik.

Opdagelsen, netop rapporteret online i fagtidsskriftet Avancerede materialer , skitserer oprettelsen for første gang af en højtydende "metal-isolator-metal" -diode.

"Forskere har forsøgt at gøre dette i årtier, indtil nu uden held, "sagde Douglas Keszler, en fornem professor i kemi ved OSU og en af ​​landets førende materialevidenskabelige forskere. "Dioder, der blev lavet tidligere med andre fremgangsmåder, havde altid dårligt udbytte og ydeevne.

"Dette er en grundlæggende ændring i den måde, du kan producere elektroniske produkter, ved høj hastighed i stor skala til meget lave omkostninger, endnu mindre end med konventionelle metoder, "Keszler sagde." Det er en grundlæggende måde at fjerne de nuværende hastighedsbegrænsninger for elektroner, der skal bevæge sig gennem materialer. "

Der er ansøgt om patent på den nye teknologi, siger universitetets embedsmænd. Nye virksomheder, industrier og højteknologiske job kan i sidste ende komme ud af dette fremskridt, de siger.

Undersøgelsen blev udført i Center for Green Materials Chemistry, og er blevet støttet af National Science Foundation, Army Research Laboratory og Oregon Nanoscience and Microtechnologies Institute.

Konventionel elektronik fremstillet med siliciumbaserede materialer arbejder med transistorer, der hjælper med at kontrollere elektronstrømmen. Selvom det er hurtigt og forholdsvis billigt, denne tilgang er stadig begrænset af den hastighed, hvormed elektroner kan bevæge sig gennem disse materialer. Og med fremkomsten af ​​stadigt hurtigere computere og mere sofistikerede produkter som f.eks. LCD-skærme, nuværende teknologier nærmer sig grænsen for, hvad de kan gøre, siger eksperter.

Derimod, et metal-isolator-metal, eller MIM -diode kan bruges til at udføre nogle af de samme funktioner, men på en helt anden måde. I dette system, enheden er som en sandwich, med isolatoren i midten og to lag metal over og under den. For at fungere, elektronen bevæger sig ikke så meget gennem materialerne, som den "tunnellerer" gennem isolatoren - vises næsten øjeblikkeligt på den anden side.

"Da de først begyndte at udvikle mere sofistikerede materialer til displayindustrien, de vidste, at denne type MIM -diode var, hvad de havde brug for, men de kunne ikke få det til at fungere, "Sagde Keszler." Nu kan vi, og det kunne sandsynligvis bruges med en række metaller, der er billige og let tilgængelige, som kobber, nikkel eller aluminium. Det er også meget enklere, billigere og lettere at fremstille. "

Resultaterne blev foretaget af forskere i OSU Institut for Kemi; Skolen for Elektroteknik og Datalogi; og School of Mechanical, Industriel og produktionsteknik.

I den nye undersøgelse, OSU -forskerne og ingeniørerne beskriver brugen af ​​en "amorf metalkontakt" som en teknologi, der løser problemer, der tidligere plagede MIM -dioder. OSU -dioderne blev fremstillet ved relativt lave temperaturer med teknikker, der ville være egnede til fremstilling af enheder på en række forskellige substrater over store områder.

OSU -forskere har været førende inden for en række vigtige materialevidenskabelige fremskridt i de seneste år, herunder området transparent elektronik. Universitetsforskere vil udføre noget indledende arbejde med den nye teknologi inden for elektroniske displays, men mange applikationer er mulige, de siger.

Højhastighedscomputere og elektronik, der ikke er afhængige af transistorer, er muligheder. Også i horisonten er "energi-høst" -teknologier, såsom nattetidsoptagelse af genstrålet solenergi, en måde at producere energi fra Jorden, når den afkøles i løbet af natten.

"I lang tid, alle har ønsket noget, der tager os ud over silicium, "Sagde Keszler." Dette kan være en måde at udskrive elektronik på en enorm størrelse endnu billigere end vi kan nu. Og når produkterne begynder at dukke op, kan stigningen i driftshastighed være enorm. "