Объединённая команда учёных из Университета науки и техники Поханг (POSTECH, Южная Корея) и Университета электронной науки и техники Китая (UESTC) представила технологию создания p-типа транзисторов на основе перовскитных полупроводников. Результаты работы, опубликованные в журнале Nature Electronics, открывают путь к производству энергоэффективной электроники нового поколения, включая гибкие дисплеи и носимые устройства.

Современные электронные системы требуют сбалансированного сочетания n-типа и p-типа транзисторов, но последние традиционно уступают в производительности из-за сложностей с контролем «дырочной» проводимости. Учёные сосредоточились на оловянных перовскитах — материалах с уникальной структурой, способных формировать высококачественные тонкие плёнки. Однако существующие методы их нанесения через растворные процессы ограничивали стабильность и масштабируемость производства.

Группа под руководством профессора Ён-Ён Но и доктора Юджин Рео из POSTECH разработала альтернативный подход, используя метод термического испарения. Эта технология, уже применяемая в производстве OLED-дисплеев и полупроводниковых чипов, позволила создавать равномерные слои иодида цезия и олова (CsSnI3) путём нагрева материала до испарения. Ключевым усовершенствованием стало добавление 1,5% хлорида свинца (PbCl2), что повысило кристалличность плёнок и снизило дефектность структуры.

Полученные транзисторы продемонстрировали подвижность дырок свыше 30 см2/В·с и отношение тока «включено/выключено» на уровне 108. Эти параметры не только превзошли предыдущие достижения для p-типа устройств, но и сравнялись с характеристиками коммерческих n-типа оксидных полупроводников. Такая производительность обеспечивает высокую скорость передачи сигналов при минимальном энергопотреблении.

Новый метод устранил главные недостатки растворных технологий: неоднородность покрытий и трудности интеграции в промышленные процессы. Термическое испарение позволяет формировать плотные массивы транзисторов на крупногабаритных подложках, сохраняя стабильность параметров. Кроме того, технология совместима с существующими производственными линиями для OLED, что сократит затраты на внедрение.

«Наше решение работает при температурах ниже 300 °C, что важно для создания ультратонких и гибких устройств, — пояснил профессор Но. — Это открывает перспективы для высокоразрешающих дисплеев в смартфонах, телевизорах с изогнутыми экранами, а также вертикально-интегрированных микросхем и носимой электроники». Внедрение таких решений повысит энергоэффективность устройств и расширит возможности дизайна, сохраняя конкурентоспособные производственные затраты.