碳60高速有机晶体管现身 可望被应用在OLED上

英国与荷兰科学家制造出一种含有氟与碳60分子的高效能n型通道场效晶体管(FETs)，其电子迁移率可能高达0.15 cm2/Vs，因此可望被应用在大面积的有机电子组件中，例如有机LED制成的可挠式、可卷式显示器与较低端的射频辨识标志(RFID tags)电路。

由于n型通道晶体管在空气中稳定性不佳，载子迁移率又较低，因此有机薄膜晶体管(TFT)的研究多半集中p型通道晶体管上。然而高效能的有机逻辑电路，如反相器、NOR与NAND等互补型逻辑闸，都是由p型与n型通道晶体管共同组成。最近，伦敦帝国学院的Thomas Anthopoulos与荷兰格罗宁根(Groningen)大学及飞利浦的同事，终于利用以溶液为主的有机半导体，制作出高电子迁移率的n型通道晶体管与集成电路，其中包含多种含氟的碳60衍生物。

研究人员发现制作好的组件在室温下直接具备高电子迁移率，不需要热或蒸气退火等后处理。Anthopoulos的晶体管采用以标准光刻技术即可制作的底闸极底接触(bottom-gate, bottom-contact, BG-BC)架构，并以在空气中稳定的金做为阳极/阴极电极。

在闸极、阴极和阳极上施加正确的偏压，通道电流调变的范围可超过六个数量级，因此该组件也能作为电子开关。整合数个n通道晶体管，Anthopoulos的团队便能设计并制造出如多级环状振荡器(multistage ring oscillator)的复杂逻辑电路。

研究团队希望借助发展新的组件架构及富勒烯分子，来进一步提升晶体管的电子迁移率。他们也利用自组成的单分子有机薄膜做为超薄的闸极介电材料(gate dielectric)，希望使晶体管的操作电压由超过50伏特降到约只有1-2伏特。