televisori flessibili, tablet e telefoni, nonché la tecnologia intelligente "veramente indossabile" sono un passo avanti grazie a un transistor su nanoscala creato dai ricercatori dell'Università di Manchester e dell'Università di Shandong in Cina.

Il team internazionale ha sviluppato un sistema ultraveloce, transistor su nanoscala - noto come transistor a film sottile, o TFT, - costituito da un semiconduttore di ossido. Il TFT è il primo transistor basato su ossido-semiconduttore in grado di funzionare a una velocità di riferimento di 1 GHz. Questo potrebbe rendere i gadget elettronici di prossima generazione ancora più veloci, più luminoso e flessibile che mai.

Un TFT è un tipo di transistor solitamente utilizzato in un display a cristalli liquidi (LCD). Questi possono essere trovati nella maggior parte dei gadget moderni con schermi LCD come smartphone, tablet e televisori ad alta definizione.

Come funzionano? L'LCD è dotato di un TFT dietro ogni singolo pixel e agiscono come interruttori individuali che consentono ai pixel di cambiare stato rapidamente, facendoli accendere e spegnere molto più velocemente.

Ma la maggior parte dei TFT attuali sono a base di silicio che sono opachi, rigido e costoso rispetto alla famiglia di transistor a semiconduttore a ossido che il team del Regno Unito e della Cina sta sviluppando. Mentre i TFT all'ossido migliorano l'immagine sui display LCD, è la loro flessibilità che è ancora più impressionante.

Canzone Aimin, Professore di Nanoelettronica presso la Scuola di Ingegneria Elettrica ed Elettronica, L'Università di Manchester, spiega:"I televisori possono già essere resi estremamente sottili e luminosi. Il nostro lavoro può contribuire a rendere i televisori più flessibili dal punto di vista meccanico e persino più economici da produrre.

"Ma, forse ancora più importante, i nostri transistor GHz possono abilitare circuiti elettronici flessibili di medie o anche alte prestazioni, come l'elettronica veramente indossabile.

"L'elettronica indossabile richiede flessibilità e in molti casi trasparenza, pure. Questa sarebbe l'applicazione perfetta per la nostra ricerca.

"Più, c'è una tendenza nello sviluppo di case intelligenti, ospedali intelligenti e città intelligenti, in tutte le quali i TFT a semiconduttore di ossido svolgeranno un ruolo chiave".

La tecnologia basata sull'ossido ha visto un rapido sviluppo rispetto alla sua controparte in silicio, che è sempre più vicina ad alcune limitazioni fondamentali. Il prof. Song afferma che negli ultimi anni ci sono stati rapidi progressi nei semiconduttori a ossido e sono stati compiuti ampi sforzi per migliorare la velocità dei TFT basati su semiconduttori di ossido.

Tanto che alcune tecnologie a base di ossido hanno già iniziato a sostituire il silicio amorfo in alcuni gadget. Il prof. Song pensa che questi ultimi sviluppi abbiano avvicinato molto la commercializzazione.

Ha aggiunto:"Per commercializzare l'elettronica a base di ossido c'è ancora una gamma di ricerca e sviluppo che deve essere effettuata sui materiali, litografia, progettazione del dispositivo, test, e, ultimo ma non meno importante, produzione su vasta scala. Ci sono voluti molti decenni prima che la tecnologia del silicio arrivasse così lontano, e gli ossidi stanno progredendo a un ritmo molto più veloce.

"Realizzare un dispositivo ad alte prestazioni, come il nostro transistor IGZO GHz, è impegnativo perché non solo i materiali devono essere ottimizzati, una serie di questioni relative alla progettazione del dispositivo, anche la fabbricazione e le prove devono essere studiate. Nel 2015, siamo stati in grado di dimostrare i diodi flessibili più veloci utilizzando semiconduttori di ossido, raggiungendo i 6,3 GHz, ed è ancora il record mondiale fino ad oggi. Quindi siamo fiduciosi nelle tecnologie basate su ossido-semiconduttore".