Hochleistungs-Perowskit-Transistoren jetzt druckbar: POSTECH-Durchbruch

Ein Forschungsteam der Pohang University of Science and Technology (POSTECH) hat die Leistung eines p-Typ-Halbleitertransistors anorganischer Metallhalogenid-Perowskit verbessert. Einer der größten Vorteile der neuen Technologie ist, dass sie lösungsprozessierte Perowskit-Transistoren ermöglicht, die einfach wie Halbleiterschaltungen gedruckt werden können.

Perowskit-basierte Transistoren steuern den Strom, indem sie p-Typ-Halbleiter kombinieren, die Lochmobilitäten aufweisen, mit n-Typ-Halbleitern. Im Vergleich zu den n-Typ-Halbleitern, die bisher aktiv untersucht wurden, war die Herstellung hochleistungsfähiger p-Typ-Halbleiter eine Herausforderung.

Viele Forscher haben versucht, Perowskit in p-Typ-Halbleitern für seine hervorragende elektrische Leitfähigkeit zu nutzen, aber seine schlechte elektrische Leistung und Reproduzierbarkeit haben die Kommerzialisierung behindert.

Um dieses Problem zu überwinden, verwendeten die Forscher das modifizierte anorganische Metallhalogenid: Caesium-Zinn-Triiodid (CsSnI₃), um den p-Typ-Perowskit-Halbleiter zu entwickeln und fertigten den hochleistungsfähigen Transistor darauf basierend an. Der Transistor weist eine hohe Lochmobilität von 50 cm²V⁻¹s⁻¹ und mehr sowie ein Ein-/Aus-Stromverhältnis von mehr als 10⁸ auf. Dies ist die höchste aufgezeichnete Leistung unter den bisher entwickelten Perowskit-Halbleitertransistoren.

Indem sie das Material in eine Lösung brachten, gelang es den Forschern, den p-Typ-Halbleitertransistor einfach so zu drucken, als würde man ein Dokument drucken. Da diese Methode nicht nur bequem, sondern auch kosteneffektiv ist, kann sie in Zukunft zur Kommerzialisierung von Perowskit-Geräten führen.

„Das neu entwickelte Halbleitermaterial und der Transistor können breit anwendbar sein für Logikschaltungen in High-End-Displays und in tragbaren elektronischen Geräten. Sie können auch in gestapelten elektronischen Schaltungen und optoelektronischen Geräten verwendet werden, indem sie vertikal mit Silizium-Halbleitern gestapelt werden“, erklärte Professor Yong-Young Noh.