بفضل الجمع بين باعث إلكترونات الحالة الصلبة وجهاز بلازما ذو ثقب صغير، نجح الباحثون في جامعة إلينوي في تطوير ترانزستور بلازما يمكن استخدامه في المستقبل لإنشاء شاشات مسطحة أخف وزنا وأقل تكلفة وأكثر وضوحا أكثر مما سبق.
بفضل الجمع بين باعث إلكترونات الحالة الصلبة وجهاز بلازما ذو ثقب صغير، نجح الباحثون في جامعة إلينوي في تطوير ترانزستور بلازما يمكن استخدامه في المستقبل لإنشاء شاشات مسطحة أخف وزنا وأقل تكلفة وأكثر وضوحا أكثر مما سبق.
وقال غاري إيدن، أستاذ الإلكترونيات وهندسة الكمبيوتر: "الجهاز الجديد قادر على التحكم في كل من تيار توصيل البلازما وانبعاث الضوء باستخدام باعث بقوة خمسة فولت أو أقل".
جوهر الترانزستور الجديد هو بلازما ذات ثقب صغير - وهو جهاز إلكتروني فوتوني يتم فيه حصر الغاز المشحون إلكترونيًا (البلازما) داخل ثقب مجهري. يتم توفير الطاقة بواسطة قطبين كهربائيين بجهد كهربائي يصل إلى 200 فولت.
وتمكن فريق البحث من تحضير الترانزستور الجديد من مجموعة من الطبقات المطلية بالنحاس، حيث تم تحضير نوزلات مجهرية بقطر 500 ميكرون باستخدام طرق الطباعة الحجرية الضوئية الشائعة. تم تحضير باعث الإلكترون من شريحة سيليكون مغلفة بطبقة رقيقة من أكسيد السيليكون.
يبلغ قطر الثقب الصغير حجم شعرة الإنسان تقريبًا، وهو مملوء بكمية صغيرة من الغاز. عندما يتم تحفيز ذرات الغاز بقوة بواسطة الإلكترونات، فإنها تبدأ في إصدار الإشعاع. ويعتمد لون الإشعاع على نوع الغاز الموجود في الثقب الصغير. النيون، على سبيل المثال - ينبعث الضوء الأحمر، في حين أن الأرجون ينبعث الضوء الأزرق.
توجد حول البلازما طبقة رقيقة تسمى الوشاح. يتحرك تيار كهربائي عبر الغلاف ليس بواسطة إلكترونات سالبة الشحنة، بل بواسطة أيونات موجبة الشحنة. وبما أنها أثقل من الإلكترونات وأقل سهولة في التعجيل، فإن الأيونات تتطلب مجالًا كهربائيًا كبيرًا يتم الحصول عليه من خلال انخفاض جهد واسع على طول وعرض الغلاف.
ويوضح الباحث الرئيسي أن هذا المجال الكهربائي القوي الموجود داخل الغلاف يعزز أيضًا حركة الإلكترونات. "من خلال نقل الإلكترونات من الباعث إلى الغلاف، نحن قادرون على زيادة تيار الإلكترونات التي تمر عبر البلازما بشكل كبير، وهي حقيقة تؤدي إلى زيادة التوصيل الكهربائي وشدة انبعاث الإشعاع."
على الرغم من أن البلازما ذات الفوهة الدقيقة لا تزال تحتاج إلى جهد 200 فولت لإصدار الإشعاع وتوصيل التيار، إلا أنه يمكن التحكم في هذه الخصائص بواسطة باعث إلكترون يعمل بجهد XNUMX فولت أو أقل، كما يوضح الباحث. يحدد التيار المنقول عبر الغلاف إلى البلازما مقدار التيار المتحرك بين القطبين.
في عملهم السابق، قام فريق البحث بصنع مصابيح بلازما مسطحة من ورقتين من رقائق الألومنيوم مفصولة بطبقة عازلة رقيقة من أكسيد الألومنيوم النظيف. وبهذه الطريقة، تمكن الباحثون من ضغط حوالي مائتين وخمسين ألف مصباح كهربائي في شاشة واحدة. وبما أن شاشات العرض من هذا النوع تعمل عند الضغط الجوي، فليست هناك حاجة لطبقة من الزجاج لإغلاقها. يبلغ سمك هذه الشاشات المسطحة أقل من ملليمتر واحد.
"إن قدرتنا على التحكم في كل من الفوهات الدقيقة بشكل منفصل يمكن أن تجعل ألواح البلازما الخاصة بنا أقل تكلفة وذات دقة أعلى. ويمكن أيضًا استخدام الترانزستور الجديد في تلك التطبيقات التي تريد فيها استخدام الجهد المنخفض للتحكم في كميات كبيرة من الطاقة."
ووصف الباحثون الترانزستور الجديد في مقال نشر في المجلة العلمية Applied Physics Letters وقدموا طلب براءة اختراع له.
تعليقات 6
ماذا عن سيد؟ تكنولوجيا ساقطة أخرى؟!
وقطر 500 ميكرون هو نصف ملليمتر وليس سمك الشعرة. في مكان ما تم ارتكاب خطأ.
ماذا عن OLED؟ لا تطورات مثيرة للاهتمام؟
كم أحب مقالاتي "قريباً ستكون جيدة".
ما هو القرار الذي يمكن التوصل إليه بمساعدة هذه التكنولوجيا؟
يبدو الأمر وكأنه موقف مربح للجانبين، ومن المؤسف أنه لم يتم توضيح سبب كون السعر أرخص وبأي نسبة.