В ТГУ создают полупроводники на основе сверхтонких органических пленок

© Иллюстрация . Алина ПолянинаЭпитаксия

МОСКВА, 4 мая . Ученые из Томского государственного университета научились выращивать полупроводники из органических молекул принципиально новым методом — самосборки из газовой фазы. Сверхтонкие пленочные структуры толщиной в несколько десятков молекул позволяют создавать полупроводники с улучшенными характеристиками для использования в устройствах нано и микроэлектроники. В ТГУ отмечают, что разработанная технология выращивания органических полупроводников, позволит устранить одну из главных проблем молекулярной электроники и наноэлектроники. Она заключается в том, что все устройства, сделанные на основе органических проводящих материалов, разлагаются под воздействием времени, нагрузок и температуры. Новая технология послойного выращивания позволяет формировать очень прочные связи между молекулами, что значительно продлит срок работы устройств.Полупроводники – это класс материалов, как органических, так и неорганических, обладающих способностью изменять свои электрические свойства под влиянием внешнего воздействия. Возможность управлять электропроводимостью полупроводников за счет изменения внешней среды и позволяет их использовать в электронике многообразными способами. Технологии создания полупроводниковых устройств заключаются в нанесении тонкого слоя полупроводникового материала на подложку различными методами. В основе технологии, разработанной учеными ТГУ, — последовательное наращивание слоя вещества из отдельных молекул паров разогретого органического вещества на поверхности подложки. Специальная установка разогревает вещество до температуры 300-400 градусов Цельсия, молекулы вещества особым образом захватываются и размещаются на подложке послойно, образуя тончайшую пленку.  Подобная технология является принципиально новой и в мире еще не внедрена.

Установка послойной эпитаксии

«Главная техническая проблема производства устройств на основе органических полупроводников, созданных традиционными методами напыления, заключается в том, что они обладают низкой проводимостью, поскольку отдельные молекулы плохо взаимодействуют между собой, – говорит заведующая лабораторией органической электроники Сибирского физико-технического института им. академика В.Д. Кузнецова ТГУ Татьяна Копылова. – Метод послойного нанесения (молекулярная эпитаксия) обеспечивает химическое связывание молекул и тем самым увеличивает транспорт зарядов». Разработчик технологии, ведущий ученый лаборатории органической электроники СФТИ ТГУ, профессор-исследователь Университета штата Юта Владимир Буртман отмечает, что разработанная технология послойного выращивания полупроводника значительно быстрее существующих: «На выращивание одного монослоя уходит 15–30 минут. Из них, как из кирпичиков, можно конструировать полупроводники любой сложности. Для сравнения: в классических технологиях, где нанесение молекул производится через растворение вещества, формирование одного слоя на носителе занимает три дня».

Владимир Буртман, СФТИ ТГУ

Для выращивания полупроводников ученые СФТИ ТГУ планируют использовать уже существующие материалы и новые вещества, которые по их заказу будут синтезировать партнеры из ведущих научных центров, специализирующихся на химии: Институт проблем химической физики РАН (г. Черноголовка), Институт высокомолекулярных соединений РАН (г. Санкт-Петербург) и другие.

источник ria.ru