Eletrônica

Transístor orgânico de alto desempenho é fabricado com moléculas de Carbono 60

Transistores orgânicos de Buckyball - C60
Transistores de efeito de campo (FET) totalmente orgânicos, feitos com moléculas de buckyball.[Imagem: Gary Meek]

Em março deste ano cientistas conseguiram pela primeira vez fabricar transistores a partir de folhas de grafeno - uma película com 1 átomo de carbono de espessura.

Transistor de carbono 60

Agora, outra equipe conseguir fazer transistores orgânicos utilizando folhas de carbono C60, um material da classe dos fulerenos, comumente chamado de buckyball. O transístor, do tipo FET - "Field Effect Transistor", ou transistor de efeito de campo - apresentou um rendimento excepcional para um componente orgânico.

Na verdade, os valores de mobilidade eletrônica dos transistores de C60 são mais altos do que os alcançados pelo silício amorfo, além de apresentar uma tensão de corte mais baixa e uma estabilidade operacional mais elevada.

Nichos orgânicos

Isso não significa que esses novos transistores orgânicos sejam páreo, em termos de velocidade de operação, para os circuitos CMOS (de silício) atuais. Mas se espera que eles entrem na indústria em nichos onde a velocidade de operação não seja um fator essencial - mas onde o baixo custo seja importante.

Os resultados poderão encorajar a indústria, por exemplo, a expandir o uso dos componentes orgânicos em telas flexíveis, etiquetas RFID e qualquer outra aplicação que exija substratos flexíveis.

Circuitos complexos

"Se você abrir um livro-texto e procurar o que um transistor de filme fino deve fazer, verá que agora nós estamos muito perto disso," disse Bernard Kippelen, pesquisador do Instituto de Tecnologia da Georgia, nos Estados Unidos.

O próximo passo da pesquisa é construir circuitos mais complexos utilizando os transistores de carbono 60, para testar sua interação com outros componentes eletrônicos não-orgânicos.

Ambiente de nitrogênio

A principal vantagem da técnica desenvolvida pela equipe do Dr. Kippelen é que ela funciona a temperatura ambiente. "Se você pretende depositar transistores sobre um substrato plástico, você realmente não vai querer qualquer processo a uma temperatura maior do que 150 graus Celsius," diz ele. A fabricação em temperatura ambiente também diminui os custos de fabricação como um todo.

A utilização industrial também exigirá outro melhoramento dos transistores de carbono 60: o desenvolvimento de um revestimento, provavelmente também orgânico, que proteja o carbono dos transistores do oxigênio, já que os dois são altamente reativos. No laboratório, os transistores de C60 são fabricados em um ambiente de nitrogênio.

Bibliografia:

High-performance and electrically stable C60 organic field-effect transistors
Xiao-Hong Zhang, Benoit Domercq, Bernard Kippelen
Applied Physics Letters
Vol.: 91, 092114
DOI: 10.1063/1.2778472




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