סוג חדש של מוליך-למחצה

חומרים שפותחו לראשונה באוניברסיטת המדינה של אורגון לפני למעלה מעשור במטרה לפתח טרנזיסטורים שקופים עשויים להוביל למהפכה של ממש בתחום מכשירי אלקטרוניקה.

[תרגום מאת ד”ר נחמני משה]
חומרים שפותחו לראשונה באוניברסיטת המדינה של אורגון לפני למעלה מעשור במטרה לפתח טרנזיסטורים שקופים עשויים להוביל למהפכה של ממש בתחום מכשירי אלקטרוניקה.

טרנזיסטורים שקופים הומצאו ע”י חוקרים מאוניברסיטת המדינה של אורגון עוד בשנת 2002. במסגרת עבודת המשך ותוך שיתוף פעולה עם התעשייה הפרטית, חומרים מסוימים המשמשים בייצור טרנזיסטורים שקופים – מוליכים-למחצה העשויים מתחמוצת אמורפית – משמשים כעת ביישומים המסחריים הראשונים שלהם.

אחד מהמוליכים למחצה הראשונים והחשובים ביותר מבוססים על התרכובת של תחמוצת אינדיום-גאליום-אבץ (IGZO). חומר זה משמש כיום לייצור צגים שטוחים עבור מסכי מחשב בעלי כושר-הפרדה ובהירות מעולים, וכן במסכי טלוויזיה דקיקים במיוחד. החומר יגיע עד מהרה גם לצגים של מחשבי לוח וטלפונים ניידים.

“מוליכים למחצה מתחמוצות אמורפיות עשויים להשפיע משמעותית על תעשייה ששוויה היום מוערך ב-100 מיליארדי דולרים,” אמר John Wager, אחד מהחוקרים בביה”ס להנדסת חשמל ומדעי-המחשב באוניברסיטה. “בזכות יכולת הניידות המוגברת של האלקטרונים הנמצאים בתוכם, חומרים כגון IGZO יכולים לספק צגים בהירים וחדים יותר מאי-פעם,” הוסיף ואמר. טרנזיסטורים העשויים מחומר זה צורכים פחות חשמל במצב שינה ומשום כך ניתן יהיה לייצר טלפונים ניידים הזקוקים להטענה פעם אחת או פעמיים בשבוע, במקום פעם ביום, כנהוג היום. המתחרה העיקרי של מוליכים למחצה העשויים מתחמוצת אמורפית היא החומר פוליסיליקון, מציין החוקר הראשי. יחד עם זאת, הטכנולוגיה המתחרה היא הרבה יותר מורכבת ויקרה. מוליכים למחצה העשויים מתחמוצת אמורפית הם בעלי יתרון לאור העובדה כי ניתן להשתמש בהם כבר עכשיו תוך התאמה מינימלית למתקני ייצור קיימים,” מסביר החוקר הראשי. “מהלך כזה יביא לחיסכון של מיליארדי דולרים, זאת במקום לבנות מפעל ייצור חדש הנדרש עבור החומר פולי-סיליקון. נראה כי השימוש במוליכים-למחצה העשויים מתחמוצת אמורפית נמצא על סף פריצה,” מוסיף ואומר החוקר הראשי. אם המגמה הנוכחית תימשך באותו הקצב, במהלך חמש השנים הבאות רוב האנשים יהיו בעלי מכשיר אחד או יותר הכוללים בתוכם את החומרים הללו. הקצב הוא ממש עוצר נשימה.”

המסחור הממשמש ובא של מוליכים-למחצה העשויים מתחמוצת אמורפית מבשר טובות גם עבור עתידם של רכיבי אלקטרוניקה שקופים. באופן עקרוני, ניתן יהיה לשלב רכיבי אלקטרוניקה בכל משטח של זכוכית. למשל, המראה שבחדר-הרחצה תוכל להציג את סדר היום שלך לאותו יום באופן מתעדכן והידודי; חלון יוכל לתפקד בתור צג המחשב ביחד עם בקרה של מסך מגע; הוראות הכוונה וניווט תוכלנה להיות מוצגות על שמשת הרכב; או שאפילו תוכל להחליף את הווילונות שלך בחלונות שיהפכו באופן אוטומטי או ידני לכהים על מנת לחסום את הקרינה הישירה.

הידיעה על המחקר