分析一种有望实现更快更高分辨率显示的新材料

一种新材料将为我们提供更快、更高分辨率的显示器。北海道大学的研究人员解释了是什么让这种材料如此特别，为它的应用和进一步发展打开了大门。

所有显示器都由称为像素的微小光点组成，其亮度可以单独控制。像素总数——因此，分辨率和显示尺寸——受限于在给定的几分之一秒内可以处理多少像素。因此，显示器制造商尝试在像素控制单元中使用表现出非常高“电子迁移率”的材料，这是衡量电流开始流过控制单元的速度作为对施加电压的响应的量度——以及因此，像素有多快。

一种名为ITZO的新材料(因其组成元素铟、锡、锌和氧)有望比目前最先进的材料快七倍。然而，目前尚不清楚这种改进来自何处，阻碍了其在工业应用中的采用。

北海道大学材料科学家HiromichiOhta和他的团队使用他们独特的测量技术来阐明这一点。在他们最近发表在ACSAppliedElectronicMaterials杂志上的论文中，他们表明，较高的电子迁移率是由于在足够厚度的ITZO薄膜中，自由电荷会在与载体材料的界面处积累，从而使电子能够通过。不受阻碍地穿过大部分材料。

独特的能力归结为一个非常简单的公式：电子迁移率与电荷载流子的自由旅行时间(在这种情况下为电子)除以它们的有效质量成正比。虽然测量电子迁移率本身是一种相对标准的技术，但有效质量和自由旅行时间无法轻易测量，因此很难判断是什么因素影响了电子迁移率。

但是通过测量材料内部的电场如何响应施加的磁场以及温度梯度而变化，Ohta的团队可以推断出电子的有效质量，然后还可以计算自由传播时间。事实证明，有效质量都明显小于当前最先进的材料，并且自由旅行时间要高得多，因此，这两个因素都有助于提高电子迁移率。此外，通过观察他们的结果如何依赖于ITZO材料的厚度，他们可以推断出材料的界面和体积是如何影响这些效应的。

Ohta解释了这项分析的重要性：“利用我们从这项研究中获得的知识，我们将来可能会设计出其他具有不同化学成分的透明氧化物半导体薄膜晶体管，这些晶体管具有更好的电子迁移率特性。”因此，这项研究是迈向下一代超高分辨率显示器的重要一步。