Drukuj

Półprzewodnikowe polimery konkurencją dla krzemu

Półprzewodnikowe polimery konkurencją dla krzemu
Najnowsze materiały polimerowe mogą konkurować z krzemem jako najczęściej wybieranym materiałem do produkcji niektórych urządzeń elektronicznych. Nowe materiały mogą obniżyć koszty produkcji płaskich ekranów, czy też spowodować, że papier elektroniczny wejdzie do powszechnego użytku.

Pierwsze plastikowe polimery przewodzące prąd zostały opracowane już ponad 30 lat temu, ale do tej pory ich właściwości nie mogły równać się z krzemem. Dojrzałość na polu przewodzących polimerów została potwierdzona dopiero w 2000 roku, kiedy to trzech chemików: Alan Heeger, Alan MacDiarmid oraz Hideki Shirakawa otrzymało Nagrodę Nobla za „odkrycie i rozwój przewodzących polimerów”.

Jednym z najintensywniej badanych polimerów przewodzących jest politiofen (PT), dla którego zaproponowano już całą masę zastosowań m.in.: tranzystor FET, elementy elektroluminescencyjne, baterie słoneczne, fotorezystor, dioda.

Dzięki zaawansowanym zabiegom chemicznym modyfikującym strukturę molekularną udało się uzyskać materiały, które nie tylko dobrze przewodzą prąd, ale także mogą być rozpuszczone w roztworze, z którego można wyprodukować atrament. Takie modyfikacje dają polimerom przewagę nad tradycyjnym krzemem, który musi być przetwarzany w wysokich temperaturach w próżni, co jest procesem powolnym, kosztownym, a na dodatek produkującym duże ilości odpadów.

Zamiast tego nowe polimerowe materiały mogą być nadrukowywane przy pomocy tradycyjnych drukarek atramentowych, lub innych technik wykorzystywanych przy produkcji gazet, czy tapet. Oznacza to, że w przeciwieństwie do sztywnego, kruchego krzemu, materiał ten można nadrukować na duże, giętkie powierzchnie. Jest to bardzo atrakcyjna cecha pozwalająca na wykorzystanie polimerowych materiałów np. w produkcji papieru elektronicznego.

Naukowcy użyli już tej techniki do drukowania tranzystorów – podstawowych elementów układów elektronicznych. Otrzymane tranzystory są znacznie szybsze od wszystkich polimerowych tranzystorów otrzymywanych wcześniej i dorównują układom krzemowym wykorzystywanym w płaskich ekranach.

Materiały polimerowe mogą być idealnym rozwiązaniem dla prostych jednorazowych elektronicznych urządzeń, czy dla dużych ekranów o wysokiej rozdzielczości. Prawdopodobnie polimerowe tranzystory nigdy nie będą w stanie dorównać ich krzemowym odpowiednikom wykorzystywanym w super szybkich chipach komputerów. Tam jest wymagana ultra wysoka czystość materiałów i precyzja jakiej nie uda się osiągnąć w urządzeniach polimerowych.

Czytaj więcej: Tworzywa sztuczne 692