Ученые из лаборатории Кавендиша Кембриджского университета создали уникальный органический полупроводник, пригодный для изготовления прозрачных электронных схем.

Полимеры, обладающие свойствами проводников и полупроводников, известны еще с 1970-х. И пластиковой электронике, использующей вместо стандартных кремниевых чипов полимерные органические материалы, давно прочат большое будущее. Среди ее несомненных достоинств — возможность изготавливать прозрачные и гибкие схемы.

Кроме того, освоение пластиковой электроники позволит снизить капитальные затраты: заводы традиционной кремниевой электроники требуют больших площадей и серьезных инвестиций. А полимерные технологии позволят изготавливать микросхемы в лабораторных условиях, печатая их наподобие обычных чернил на принтере.

Но до сих пор реализации коммерческого потенциала пластика мешали принципиальные ограничения: низкая — до нескольких сотен герц — скорость работы и необходимость высокого — до 100 В — напряжения. Это ограничивало его применение в наиболее лакомой области — мобильной электронике.

Британские физики предложили использовать полимерный полупроводник на основе селенофена — пятичленного ароматического гетероцикла с одним атомом селена. Исследователям удалось добиться рекордной частоты 182 кГц при напряжении 50 В. В дальнейшем они планируют снизить напряжение до значения стандартной батареи — 9 В. Новый материал характеризуется высокой гибкостью, надежностью и легкостью использования в производстве. Это открывает возможность как для совершенствования уже существующих продуктов, таких как метки RFID, так и для создания совершенно новых устройств, например навигаторов, встроенных в автомобильные стекла.

Ауке Кронемайер, один из участников работы, отмечает:

«Наше исследование показывает, что можно производить электронные схемы с использованием нового класса амбиполярных органических материалов, которые значительно упрощают процесс изготовления по сравнению с традиционными. Как правило, для изготовления высокопроизводительных пластиковых электронных схем необходимы два различных активных вещества. Наша технология получает тот же самый результат, используя только одно. Надежность и гибкость нового материала дает возможность для развития различных интеллектуальных продуктов, например предметов одежды, которые взаимодействуют со своим владельцем».

Но удивить потребителя будет непросто. Его интерес уже давно разогрет и концептами прозрачных гибких гаджетов, таких как представленная публике еще в 2008 году Nokia Morph, и не раз анонсированными прозрачными OLED-дисплеями. Однако пока развитие технологий пластиковой электроники существенно отстает от полета фантазии дизайнеров и маркетологов.

Авторы: Николаева Ирина и Виталий Сараев