Ingenjörer på ANU har uppfunnit en halvledare med organiska och oorganiska material som kan omvandla elektricitet till ljus mycket effektivt, och den är tillräckligt tunn och flexibel för att göra enheter som mobiltelefoner böjbara.

Uppfinningen öppnar också dörren till en ny generation av högpresterande elektroniska enheter tillverkade av organiska material som kommer att vara biologiskt nedbrytbara eller som lätt kan återvinnas, lovar att bidra till att avsevärt minska e-avfall.

De enorma volymerna e-avfall som genereras av kasserade elektroniska enheter runt om i världen orsakar oåterkalleliga skador på miljön. Australien producerar 200, 000 ton e-avfall varje år – endast fyra procent av detta avfall återvinns.

Den organiska komponenten har tjockleken på bara en atom - gjord av bara kol och väte - och utgör en del av halvledaren som ANU-teamet utvecklade. Den oorganiska komponenten har en tjocklek av cirka två atomer. Hybridstrukturen kan effektivt omvandla elektricitet till ljus för skärmar på mobiltelefoner, TV-apparater och andra elektroniska apparater.

Ledande seniorforskare docent Larry Lu sa att uppfinningen var ett stort genombrott inom området.

"För första gången, vi har utvecklat en ultratunn elektronikkomponent med utmärkta halvledande egenskaper som är en organisk-oorganisk hybridstruktur och tunn och flexibel nog för framtida teknologier, som böjbara mobiltelefoner och bildskärmar, " sa docent Lu från ANU Research School of Engineering.

Ph.D. forskaren Ankur Sharma, som nyligen vann tävlingen ANU 3-Minute Thesis, nämnda experiment visade att deras halvledares prestanda skulle vara mycket effektivare än konventionella halvledare gjorda av oorganiska material som kisel.

"Vi har potentialen med denna halvledare att göra mobiltelefoner lika kraftfulla som dagens superdatorer, " sa Sharma från ANU Research School of Engineering.

"Ljusemissionen från vår halvledande struktur är mycket skarp, så att den kan användas för högupplösta skärmar och, eftersom materialen är ultratunna, de har flexibiliteten att göras till böjbara skärmar och mobiltelefoner inom en snar framtid."

Teamet odlade den organiska halvledarkomponenten molekyl för molekyl, på liknande sätt som 3D-utskrift. Processen kallas kemisk ångavsättning.

"Vi karakteriserade de optoelektroniska och elektriska egenskaperna hos vår uppfinning för att bekräfta den enorma potentialen hos den att användas som en framtida halvledarkomponent, " sa docent Lu.

"Vi arbetar med att växa vår halvledarkomponent i stor skala, så det kan kommersialiseras i samarbete med potentiella industripartners."