Un nuevo material está configurado para proporcionarnos pantallas más rápidas y de mayor resolución. Investigadores de la Universidad de Hokkaido podrían explicar qué hace que este material sea tan especial, abriendo la puerta a su aplicación y mayor desarrollo.
Todas las pantallas consisten en una red de pequeños puntos de luz, llamados píxeles, cuyo brillo se puede controlar individualmente. El número total de píxeles, y por lo tanto, la resolución y el tamaño de la pantalla, está limitado por la cantidad de estos píxeles que se pueden abordar en una fracción de segundo determinada. Por lo tanto, los fabricantes de pantallas intentan usar en las unidades de control de píxeles materiales que exhiben una «movilidad de electrones» muy alta, que es una medida de la rapidez con la que la corriente comenzará a fluir a través de dicha unidad de control como respuesta al voltaje que se aplica, y por lo tanto, qué tan «rápido» es el píxel.
Un nuevo material llamado «ITZO» (por sus elementos constitutivos indio, estaño, zinc y oxígeno) promete ser hasta siete veces más rápido que el actual material de última generación. Sin embargo, no ha quedado claro de dónde proviene esta mejora, lo que dificulta su adopción para aplicaciones industriales.
El científico de materiales de la Universidad de Hokkaido, Hiromichi Ohta, y su equipo utilizaron su técnica de medición única para aclarar este punto. En su reciente artículo publicado en la revista Materiales electrónicos aplicadosdemostraron que la mayor movilidad de los electrones se debe al hecho inusual de que en las películas ITZO de suficiente espesor, las cargas libres se acumulan en la interfaz con el material portador y, por lo tanto, permiten que los electrones que pasan a través viajen a través de la mayor parte del material sin obstáculos.
La capacidad única del grupo alrededor de Ohta se reduce a una fórmula muy simple: la movilidad de los electrones es proporcional al tiempo de viaje libre de los portadores de carga, en este caso los electrones, dividido por su masa efectiva. Y aunque la medición de la movilidad de los electrones en sí misma es una técnica relativamente estándar, la masa efectiva y el tiempo de viaje libre no se pueden medir tan fácilmente y, por lo tanto, es difícil saber qué factor es responsable de la movilidad de los electrones.
Pero al medir cómo cambia el campo eléctrico dentro del material en respuesta a un campo magnético aplicado, así como a un gradiente de temperatura, el equipo de Ohta pudo deducir la masa efectiva de los electrones y luego calcular también el tiempo de viaje libre. Resulta que tanto la masa efectiva es significativamente menor que en los materiales actuales del estado del arte como el tiempo de viaje libre es mucho mayor y, por lo tanto, ambos factores contribuyen a la mayor movilidad de los electrones. Además, al observar cómo sus resultados dependen del grosor del material ITZO, pudieron deducir cómo la interfaz y el volumen del material contribuyen a estos efectos.
Ohta explica la importancia de este análisis: «Usando el conocimiento que obtuvimos de este estudio, en el futuro podemos diseñar otros transistores de película delgada de semiconductores de óxido transparente con diferentes composiciones químicas que muestren propiedades de movilidad de electrones aún mejores». Por lo tanto, este estudio es un paso importante hacia la próxima generación de pantallas de ultra alta resolución.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de Hokkaido. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
