В мобильных телефонах, холодильниках, самолетах - транзисторы есть везде. Но они зачастую работают только в пределах ограниченного токового диапазона. Физики из университета Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) в Мюнхене разработали органический транзистор, который прекрасно работает как при низких, так и при высоких токах.
Транзисторы - это полупроводниковые устройства, которые контролируют напряжение и ток в электрических цепях. Чтобы снизить экономические и экологические издержки, электронные устройства должны стать меньше и эффективнее. Это относится, прежде всего, к транзисторам. В области неорганических полупроводников размеры меньше 100 нанометров уже являются стандартными. В этом отношении органические полупроводники не смогли угнаться за традиционными. Кроме того, их производительность в отношении переноса заряда значительно хуже. Но зато органические структуры предлагают другие преимущества. Их можно легко напечатать в промышленном масштабе, стоимость материалов ниже, их можно легко наносить на гибкие поверхности.
Источник: https://worldofmaterials.ru
Томас Вайц, профессор физического факультета LMU, и его команда интенсивно работают над оптимизацией органических транзисторов. В своей последней публикации в Nature Nanotechnology они описывают изготовление транзисторов с необычной структурой, которые являются крошечными, мощными и, прежде всего, универсальными. Тщательно подбирая небольшой набор параметров в процессе производства, они смогли разработать наноразмерные устройства для высоких или низких плотностей тока. Основное нововведение заключается в использовании нетипичной геометрии, которая также облегчает сборку наномасшабных транзисторов.
«Наша цель состояла в том, чтобы разработать конструкцию транзистора, которая сочетает в себе способность работать при высоких токах, типичных для классических транзисторов, с низковольтным режимом, необходимым для использования в качестве искусственных синапсов», - говорит Вейц.
Благодаря успешной сборке и характеристике вертикальных органических полевых транзисторов с точно выбираемыми размерами и ионным затвором эта цель теперь достигнута.
Потенциальные области применения новых устройств включают в себя OLED и датчики, где требуются низкие напряжения, высокая плотность тока во включенном состоянии или большие значения крутизны характеристики.
Особый интерес представляет их возможное использование в так называемых мемристивных элементах. «Мемристоры можно рассматривать как искусственные нейроны, так как они могут использоваться для моделирования поведения нейронов при обработке электрических сигналов», - объясняет Вейц. «Благодаря точной настройке геометрии запоминающего устройства его можно применять в различных контекстах, таких как процессы обучения в искусственных синапсах».
Исследователи уже подали заявку на патент устройства, что позволит им разработать новую архитектуру транзисторов для промышленного использования.
Источник: https://worldofmaterials.ru/532-odin-tranzistor-dlya-vsekh-tselej