Verduidelijk materiaaleigenschappen voor betere presentaties met duidelijkheid – ScienceDaily

Alle displays bestaan ​​uit een netwerk van kleine lichtpuntjes, pixels genaamd, waarvan de helderheid individueel kan worden geregeld. Het totale aantal pixels – en dus resolutie en weergavegrootte – wordt beperkt door het aantal pixels dat in een bepaalde fractie van een seconde kan worden verwerkt. Daarom proberen monitorfabrikanten texturen te gebruiken in pixelcontrollers die een zeer hoge “elektronische beweging” vertonen, een maatstaf voor hoe snel de stroom door die controller begint te stromen als reactie op een aangelegde spanning – en dus hoe “snel” de pixel is.

Een nieuw materiaal genaamd ITZO (vanwege de samenstellende elementen zoals indium, tin, zink en zuurstof) belooft zeven keer sneller te zijn dan de huidige state-of-the-art materialen. Het is echter niet duidelijk waar deze verbetering vandaan komt, wat de acceptatie ervan voor industriële toepassingen heeft belemmerd.

Materiaalwetenschapper Hiromichi Ota en zijn team van Hokkaido University gebruikten een unieke meettechniek om dit punt te maken. In hun laatste artikel gepubliceerd in het tijdschrift, Toegepaste elektronische materialentoonden ze aan dat de hoge elektronenmobiliteit te wijten is aan het ongebruikelijke feit dat in ITZO-films van voldoende dikte vrije ladingen zich ophopen op het grensvlak met de drager, waardoor de passerende elektronen ongehinderd door het grootste deel van het materiaal kunnen bewegen.

Het unieke vermogen van de groep rond Ota komt voort uit een heel eenvoudige formule: de beweging van een elektron is evenredig met de vrije reistijd van zijn ladingsdragers – elektronen in dit geval – gedeeld door hun effectieve massa. Hoewel het meten van elektronenmobiliteit zelf een relatief standaardtechniek is, kunnen de effectieve massa en vrije reistijd niet eenvoudig worden gemeten, en dus is de factor die verantwoordelijk is voor elektronenmobiliteit moeilijk te bepalen.

Maar door te meten hoe het elektrische veld in het materiaal verandert als reactie op een aangelegd magnetisch veld en een temperatuurgradiënt, kan het team van Ota de effectieve massa van de elektronen afleiden – en vervolgens ook de vrije reistijd berekenen. Het blijkt dat zowel de effectieve massa veel kleiner is dan in moderne materialen als de vrije reistijd veel hoger, dus beide factoren dragen bij aan de toename van elektronenmobiliteit. Door te observeren hoe hun resultaten afhangen van de dikte van het ITZO-materiaal, kunnen ze bovendien afleiden hoe het grensvlak en het grootste deel van het materiaal bijdragen aan deze effecten.

Ota legt het belang van deze analyse uit: “Gebruikmakend van de kennis die we uit deze studie hebben opgedaan, kunnen we in de toekomst andere transparante dunnefilmtransistors van transparant oxide ontwerpen met verschillende chemische samenstellingen die betere elektronische mobiliteitseigenschappen vertonen.” Deze studie is dus een belangrijke stap in de richting van de volgende generatie schermen met ultrahoge resolutie.

Bron verhaal:

Materialen Introductie van Universiteit van Hokkaido. Opmerking: inhoud kan worden aangepast aan stijl en lengte.