Kalsium titanatın mürəkkəb quruluşuna bənzəyən xarakterik kristal quruluşa malik qalay əsaslı materiallar sinfi olan qalay-halid perovskitləri tez-tez istifadə olunan yarımkeçiricilərə perspektivli alternativ ola bilər. Keçmiş tədqiqatlar bu materiallardan p-kanallı nazik film tranzistorlarının (TFTs), elektronika cihazlarında yük daşıyıcılarının axınına nəzarət etmək və gücləndirmək üçün istifadə olunan cihazların istehsalı üçün istifadə imkanlarını araşdırdı.

Bununla belə, bu günə qədər nazik təbəqəli perovskitlərin etibarlı istehsalı və ticari olaraq mövcud elektronikaya inteqrasiyası çətin olduğunu sübut etdi. Bu, qismən ölçülə bilən və sənayeyə uyğun metodlardan istifadə edərək ardıcıl elektron xassələri olan vahid perovskit filmləri istehsal etməyə çalışarkən qarşılaşılan çətinliklərlə bağlıdır.

Pohang Elm və Texnologiya Universitetinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda qalay-halid perovskitləri əsasında yüksək performanslı TFT-lərin istehsalı üçün yeni perspektivli strategiya təqdim etdilər. Onların yanaşması, Nature Electronics- də nəşr olunan bir məqalədə , istilik buxarlanmasına və qurğuşun xloridinin (PbCl ₂ ) reaksiya təşəbbüskarı kimi istifadəsinə əsaslanır .

“Bizim son nəşrimiz p-kanallı tranzistorlar üçün məhlulla emal edilmiş buxarla çökdürülmüş qalay-halid perovskitlərinə keçidi araşdırır” dedi. ” Həll əsaslı metodlar vasitəsilə yüksək deşiklərin hərəkətliliyini optimallaşdıran illərlə işlərə əsaslanaraq , biz indi perovskit yarımkeçiricilərinin sənaye standartı istehsalı ilə uyğunlaşdırılması kimi aktual problemi həll edirik. Məsələn, OLED sənayesi artıq istilik prosesindən istifadə edərək substrat ölçüləri 2 mx 2 m-dən çox olan 8-ci nəsil displeylər istehsal edir.”

Tədqiqatlarının bir hissəsi olaraq, professor Noh və onun həmkarları etibarlı qalay-halid perovskit TFT-lərin istehsalı üçün məhlulların emalı və buxar çökdürmə üsullarının performansını müqayisə etdilər. Bu müqayisə onlara uyğun deşik sıxlığı və hərəkətliliyi olan yüksək keyfiyyətli, buxarlanmış qalay perovskit filmlərinin reallaşdırılmasına kömək edən əsas parametrləri müəyyən etməyə imkan verdi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=2793866484&adk=2520359048&adf=746485419&pi=t.ma~as.2793866484&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1747645773&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-05-strategy-fabricate-highly-thin-tin.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM2LjAuNzEwMy4xMTQiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxMzYuMC43MTAzLjExNCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNi4wLjcxMDMuMTE0Il0sWyJOb3QuQS9CcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl1dLDBd&dt=1747645757601&bpp=1&bdt=1153&idt=590&shv=r20250514&mjsv=m202505070101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dfdc40d724f2dca57%3AT%3D1735367325%3ART%3D1747645758%3AS%3DALNI_MYStQ6fUQQQLyo5Z7z1h-XhXcWBtA&gpic=UID%3D00000f80eacffadc%3AT%3D1735367325%3ART%3D1747645758%3AS%3DALNI_MYaOugky0UawScoidzfbXof3-N-iw&eo_id_str=ID%3De43bb863646b60b8%3AT%3D1735367325%3ART%3D1747645758%3AS%3DAA-AfjbQoPwZqH28q9IwcCLRSzzg&prev_fmts=0x0%2C1905x945&nras=2&correlator=4646326220999&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1888&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31092114%2C31092462%2C95331832%2C95353387%2C31092429%2C42533294%2C95360957%2C95360684%2C95360294%2C95360949&oid=2&pvsid=516263224263114&tmod=1686456417&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=15823

Bu parametrlərə əsaslanaraq, tədqiqatçılar yüksək performanslı qalay perovskit TFT-lərin istehsalı üçün yeni bir yanaşma hazırladılar. Onların təklif etdiyi strategiya ardıcıl olaraq PbCl ₂ , qalay yodidi (SnI ₂ ) və sezium yodidi (CsI) substratın üzərinə yerləşdirmək üçün buxar çökmə istifadəsini nəzərdə tutur .

“Bu başlanğıc prekursorların birləşməsi sezium-qalay-iyodid (CsSnI ₃ ) əsaslı perovskitləri əmələ gətirsə də, ən əsas təbəqə kimi yığılan PbCl ₂ yüksək keyfiyyətli filmlərin istehsalı üçün əsas çökmə texnikası kimi xidmət edir” dedi Prof. Noh. “Uçucu xlorid, çökdürülmüş prekursor materialların çevrilməsinə səbəb olan bərk cisim reaksiyalarını başlatır. Bu proses vahid, yüksək keyfiyyətli perovskit filmlərinin formalaşmasına kömək edir, eyni zamanda dəlik sıxlığını tranzistor kanalı təbəqələri kimi istifadə üçün uyğun səviyyələrə uyğunlaşdırır.”

Prof. Noh və həmkarlarının son işi buxar çökdürmə yolu ilə qalay-halid TFT-lərin genişmiqyaslı inkişafı istiqamətində mühüm addım ola bilər. Birincisi, komanda göstərdi ki, PbCl ₂ əlavəsi kimi istifadə edildikdə , yüksək keyfiyyətli perovskit filmlərinin əmələ gəlməsinə imkan verən bərk cisim reaksiyalarını uğurla başlatır.

“Bundan əlavə, optimallaşdırılmış p-kanallı tranzistorlarımız əla performansa nail oldular, orta deşik hərəkətliliyi 33,8 sm ² /Vs və açma/söndürmə cərəyanı nisbətləri 10 ⁸ civarındadır ki , bu da həll yolu ilə işlənmiş cihazlarla müqayisə edilə bilər və bəzi aspektlərdə onları üstələyir”, – professor Noh deyib.

“Çökmə prosesindən istifadə edərək perovskit tranzistorlarının istehsalı haqqında əvvəllər məlumat verilsə də, hərəkətlilik 1 sm ² /Vs-dən az olduğu üçün çox aşağı idi, buna görə də kommersiya səviyyəsindən çox uzaq idi. Nəhayət, buxarla yatırılan tranzistorlarımız əhəmiyyətli dərəcədə təkmilləşdirilmiş sabitlik nümayiş etdirərək praktiki və genişlənə bilən tətbiqlər istiqamətində böyük irəliləyiş göstərdi.”

Tədqiqatçılar təklif etdikləri strategiyadan yeni tranzistorlar hazırlamaq üçün istifadə etdilər, sonra onları sınaqdan keçirdilər və üzvi işıq yayan diodlara (OLED) inteqrasiya olunmuş digər tranzistorlarla müqayisə etdilər. Onlar aşkar ediblər ki, onların tranzistorları hazırda OLED sürücülük sxemləri kimi kommersiyalaşdırılan IGZO əsaslı oksid tranzistorlarından əhəmiyyətli dərəcədə üstündür.

Professor Noh və onun həmkarları onların p-tipli TFT-lərinin OLED-lərin həm performansını yaxşılaşdıra, həm də enerji istehlakını azalda biləcəyini proqnozlaşdırırlar. Onların tədqiqatı digər tədqiqat qruplarını qalay-halid perovskit əsaslı tranzistorların miqyaslana bilən istehsalı üçün buxar çökdürmə əsaslı strategiyaların potensialını araşdırmaq üçün ruhlandıra bilər. Gələcəkdə bu tədqiqatçılar qrupu tərəfindən toplanan tapıntılar həm də geniş ərazili, ucuz VLSI (çox geniş miqyaslı inteqrasiya) elektronikasının və şaquli yığılmış sxem arxitekturasının inkişafı üçün yeni maraqlı imkanlar aça bilər.

“Yüksək keyfiyyətli qalay-halid perovskit filmlərinin uğurlu buxar çökdürülməsi ilə gələcək tədqiqatlarımız iki əsas sahəyə yönəldiləcək: qabaqcıl materiallar mühəndisliyi və cihazların inteqrasiyası”, – professor Noh deyib. “Materiallar tərəfində, etibarlı işləmə üçün işə salınma gərginliyi və histerezis kimi cihaz parametrləri üzərində nəzarəti təkmilləşdirməklə yanaşı, aşağı temperaturda emal etməyə imkan verən yeni kompozisiya variasiyalarını araşdırmağı hədəfləyirik.”

Tədqiqatçılar indi son araşdırmalarında istifadə olunan buxar çökmə prosesini təkmilləşdirmək və onun potensialını daha da təsdiqləmək üzərində işləyirlər. Bundan əlavə, onlar tezliklə dəliklərin hərəkətliliyini və cərəyan açma/söndürmə nisbətini artırmaqla nəticədə əldə edilən tranzistorların tətbiq oluna biləcəyi sahələri genişləndirməyə ümid edirlər.

“Tətbiq tərəfində, buxar çökdürmə perovskit təbəqələrinin şaquli yığılmasına qapı açır, həlledici əsaslı fotolitoqrafiyaya əsaslanmadan daha mürəkkəb sxem arxitekturalarına yol açır”, – professor Noh əlavə etdi. “Bu istiqamətlər perovskite əsaslanan elektronikanın sərhədlərini aşmaq üçün maraqlı imkanlar təklif edir .”

Daha çox məlumat: Youjin Reo et al, Buxarla yatırılmış yüksək performanslı qalay perovskit tranzistorları, Nature Electronics (2025). DOI: 10.1038/s41928-025-01380-8 .

Jurnal məlumatı: Nature Electronics 

© 2025 Science X Network