在室溫處理半導(dǎo)體的技術(shù)可能使諸如電子布告板這樣的大規(guī)模應(yīng)用以及像可任意使用的RFID標(biāo)簽這樣的超低成本應(yīng)用成為可能。但是，大多數(shù)室溫晶體管具有幾百cm2/Vs(平方厘米/電壓.秒)的低電子移動(dòng)率。 

現(xiàn)在，喬治亞州科技大學(xué)的研究人員聲稱，通過(guò)利用碳-60(C-60)薄膜—也稱為巴克球或富勒思—制作晶體管的溝道，找到了一種制作比非晶硅速度快100倍的室溫晶體管的完美方法。 

“我們并沒(méi)有聲稱我們是第一家在室溫下制作C60晶體管的實(shí)驗(yàn)室，”喬治亞科技大學(xué)的教授Bernard Kippelen說(shuō)，“我們工作的創(chuàng)新在于：我們能夠證明在室溫處理下獲得3-5cm2/Vs這么高的移動(dòng)率的同時(shí)，能夠獲得良好的可再現(xiàn)性、良好的穩(wěn)定性、低閥值電壓以及大的開(kāi)關(guān)電流比?！?nbsp;

全球的實(shí)驗(yàn)室均在追蹤研究室溫處理技術(shù)，以便利用廉價(jià)、高產(chǎn)的滾轉(zhuǎn)壓力及噴墨打印技術(shù)，制造大型顯示器以及像RFID這樣的低成本應(yīng)用產(chǎn)品。那樣就不需要清潔室這樣昂貴高價(jià)的處理設(shè)備。許多方法在利用有機(jī)材料制作晶體管的同時(shí)，嘗試?yán)眯虏牧系男纬蓙?lái)增加電子移動(dòng)率的途徑。 

其它一些方法已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高于喬治亞科技大學(xué)小組的電子移動(dòng)率，但是，只是通過(guò)高溫創(chuàng)建有機(jī)晶體管。Kovio公司已經(jīng)為利用滾轉(zhuǎn)制造技術(shù)，通過(guò)噴墨方法開(kāi)發(fā)了用于制造薄膜晶體管的無(wú)機(jī)硅，盡管制作溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于塑料襯底能夠承受的溫度。 

雖然沒(méi)有實(shí)現(xiàn)高溫方法所能達(dá)到的電子移動(dòng)率(Kovio公司聲稱電子移動(dòng)性與多晶硅一樣好)，喬治亞科技大學(xué)實(shí)現(xiàn)的電子移動(dòng)率已經(jīng)優(yōu)于非晶硅。它的一個(gè)潛在應(yīng)用就是作為僅僅要求16ms刷新率的服務(wù)顯示器。此外，它們可以被印制在廉價(jià)的塑料襯底上。 

構(gòu)建在幾年的設(shè)計(jì)改進(jìn)上，Kippelen聲稱他的小組已經(jīng)確定了需要在低溫下針對(duì)高電子移動(dòng)率進(jìn)行最優(yōu)化的材料和參數(shù)?！拔覀兊墓ぷ鹘⒃趯?duì)有機(jī)半導(dǎo)體進(jìn)行純化和處理的幾年研究經(jīng)驗(yàn)之上，”Kippelen說(shuō)，“對(duì)柵極介質(zhì)以及電極金屬的選擇也起到了重要作用?！?nbsp;

Bernard Kippelen教授(中)在晶體管項(xiàng)目上與喬治亞科技大學(xué)的研究科學(xué)家Benoit Domercq以及博士候選人Xiao-Hong Zhang攜手合作。 

為方便起見(jiàn)，演示器件是在硅襯底上制作的，但是，研究人員聲稱，他們的有機(jī)C60晶體管使用的所有元素均在室溫下制成。用于晶體管的金屬電極是利用跟有機(jī)發(fā)光二極管以及塑料太陽(yáng)能電池制作所采用的透明工藝一樣的工藝沉積而成。 

“我們的電極是利用遮光板以及熱蒸發(fā)工藝在有機(jī)半導(dǎo)體的頂層制成的，”Kippelen說(shuō)，“通過(guò)保持金屬源極和襯底之間的距離足夠大(3英寸)，讓襯底在沉積過(guò)程之中不會(huì)過(guò)熱?！?nbsp;

下一步，研究人員將探索證明制作n溝道和p溝道晶體管的方法，以便利用室溫有機(jī)材料制成用于有源矩陣顯示器的CMOS反相器、振蕩器、邏輯門以及驅(qū)動(dòng)器等類似的輔助電路。 

“用塑料襯底取代硅襯底也是我們將來(lái)研究計(jì)劃的一個(gè)組成部分，”Kippelen說(shuō)。 

采用C60制作晶體管溝道的一個(gè)缺點(diǎn)在于它們對(duì)氧氣敏感，意味著這種器件必須在氮?dú)猸h(huán)境中工作。研究人員計(jì)劃通過(guò)重新形成富勒思分子并把器件封裝中的空氣排掉來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。