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(Noticias de Nanowerk) Todas las pantallas consisten en una cuadrícula de pequeños puntos de luz, llamados píxeles, cuyo brillo se puede ajustar individualmente. El número total de píxeles, y por lo tanto la resolución y el tamaño de la pantalla, está limitado por la cantidad de píxeles que se pueden abordar en una fracción de segundo determinada. Como resultado, los fabricantes de pantallas tratan de usar materiales en los controladores de píxeles que exhiben una «movilidad de electrones» muy alta, que es una medida de la rapidez con la que la corriente comienza a fluir a través de dicho controlador en respuesta a la aplicación de un voltaje y, por lo tanto, , qué tan «rápido» es el píxel.
Un nuevo material denominado «ITZO» (por sus componentes indio, estaño, zinc y oxígeno) promete ser hasta siete veces más rápido que el actual material de última generación. Sin embargo, no estaba claro de dónde procedía esta mejora, lo que dificultó su adopción para aplicaciones industriales.
El científico de materiales Hiromichi Ohta de la Universidad de Hokkaido y su equipo utilizaron su técnica de medición única para aclarar este punto. En su reciente artículo publicado en la revista materiales electronicos aplicados (“Thermopower Modulation Analysis of High-Mobility Transparent Amorphous Oxide Semiconductor Thin-Film Transistors”) demostraron que la mayor movilidad de electrones resulta del hecho inusual de que en películas ITZO de suficiente espesor, las cargas libres se acumulan en la interfaz con el sustrato y permiten permitiendo que los electrones de tránsito se muevan libremente a través de la mayor parte del material.
![Dibujo conceptual para explicar la alta movilidad de electrones del material ITZO](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/id61645_1.jpg)
La capacidad única del grupo Ohta se puede resumir en una fórmula muy simple: la movilidad de los electrones es proporcional al tiempo libre de los portadores de carga, en este caso los electrones, dividido por su masa efectiva. Y aunque medir la movilidad de los electrones en sí es una técnica relativamente estándar, la masa efectiva y el tiempo libre no se pueden medir tan fácilmente y, por lo tanto, es difícil decir qué factor es responsable de la movilidad de los electrones.
Pero al medir cómo cambia el campo eléctrico dentro del material en respuesta a un campo magnético aplicado, así como a un gradiente de temperatura, el equipo de Ohta pudo deducir la masa efectiva de los electrones y luego calcular también el tiempo libre.
Resulta que tanto la masa efectiva es significativamente menor que la de los materiales de última generación actuales como el tiempo libre es mucho mayor y, por lo tanto, ambos factores contribuyen a la mayor movilidad de los electrones.
Además, al observar cómo sus resultados dependen del grosor del material ITZO, pudieron deducir cómo la interfase y la masa del material contribuyen a estos efectos.
Ohta explica la importancia de este análisis: «Con el conocimiento que obtuvimos de este estudio, en el futuro podemos diseñar otros transistores de película delgada de semiconductores de óxido transparente con diferentes químicas que muestren propiedades de movilidad de electrones aún mejores». Por lo tanto, este estudio es un paso importante hacia la próxima generación de pantallas de ultra alta resolución.
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