Fysikere udvikler udskrivbare organiske transistorer

Forskere ved Institute of Applied Physics ved TU Dresden er kommet et skridt tættere på visionen om en bred anvendelse af fleksible, udskrivbar elektronik. Teamet omkring Dr. Hans Kleemann er for første gang lykkedes med at udvikle kraftige vertikale organiske transistorer med to uafhængige kontrolelektroder. Resultaterne er for nylig blevet offentliggjort i det anerkendte onlinetidsskrift Naturkommunikation .

High-definition roll-up fjernsyn eller foldbare smartphones er snart ikke længere uoverkommelige luksusvarer, der kan beundres på internationale elektronikmesser. Højtydende organiske transistorer er en vigtig nødvendighed for de mekanisk fleksible elektroniske kredsløb, der kræves til disse applikationer. Imidlertid, konventionelle vandrette organiske tyndfilmstransistorer er meget langsomme på grund af hopping-transporten i organiske halvledere, så de kan ikke bruges til applikationer, der kræver høje frekvenser. Især til logiske kredsløb med lavt strømforbrug, såsom dem, der bruges til radiofrekvensidentifikation (RFID), det er obligatorisk at udvikle transistorer, der muliggør høj driftsfrekvens samt justerbare enhedskarakteristika (dvs. tærskelspænding). Forskningsgruppen Organic Devices and Systems (ODS) ved Dresden Integrated Center for Applied Photophysics (IAPP) fra Institute of Applied Physics under ledelse af Dr. Hans Kleemann er nu lykkedes med at realisere sådanne nye organiske apparater.

"Indtil nu, lodrette organiske transistorer er blevet set som lab -nysgerrigheder, som man mente var for vanskelige til at blive integreret i et elektronisk kredsløb. Imidlertid, som vist i vores publikation, lodrette organiske transistorer med to uafhængige kontrolelektroder er perfekt egnet til at realisere komplekse logiske kredsløb, samtidig med at de største fordele ved vertikale transistorer er bevaret, nemlig den høje koblingsfrekvens, «siger Dr. Hans Kleemann.

De vertikale organiske transistorer med to uafhængige kontrolelektroder er kendetegnet ved en høj koblingsfrekvens (et par nanosekunder) og en justerbar tærskelspænding. Takket være denne udvikling, selv enkelte transistorer kan bruges til at repræsentere forskellige logiske tilstande (OG, IKKE, NAND). Desuden, den justerbare tærskelspænding sikrer signalintegritet (støjmargen) og lavt strømforbrug.

Med dette, forskergruppen har sat en milepæl med hensyn til visionen om fleksibel og printbar elektronik. I fremtiden, disse transistorer kunne gøre det muligt at realisere selv sofistikerede elektroniske funktioner såsom trådløs kommunikation (RFID) eller fleksible skærme i høj opløsning helt med organiske komponenter, dermed helt dispensere med siliciumbaserede elektroniske komponenter.