Универсальный транзистор
В сотовых телефонах, холодильниках, самолетах… — везде транзисторы. Чаще всего они работают с ограниченным диапазоном токов, но физики из Университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене несколько месяцев назад создали органический транзистор, который отлично подходит как для слаботочных, так и для сильноточных потоков.
Чтобы снизить экономические и экологические затраты, электронные устройства должны стать меньше и эффективнее. Это в первую очередь ожидается от транзисторы — полупроводниковые приборы, контролирующие напряжения и токи в электрических цепях. В области неорганических полупроводников размеры ниже 100 нанометров уже являются стандартными. В этой связи, органические полупроводники не могут оправдать ожидания. Их характеристики по транспортировке электрических зарядов значительно уступают.
Однако органические системы имеют много преимуществ по сравнению с традиционным кремнием. Их можно легко печатать в промышленных масштабах, затраты на материалы ниже, и их можно наносить на гибкие поверхности. Как оказалось, они также могут иметь гораздо лучшие электрические свойства.
Томас Вайц, профессор физического факультета Мюнхенского университета и член инициативы Nanosystems Munich, долгое время работал с командой над оптимизация органических транзисторов. В мартовской публикации в «Nature Nanotechnology» ученые описывают производство транзисторов с необычной структурой, миниатюрных, долговечных и, прежде всего, универсальных в эксплуатации.
Тщательно выбирая набор параметров в процессе производства, они разработали наноразмерные устройства работает как при высокой, так и при низкой плотности электрического тока. Приложение – главное нововведение необычная геометриячто также облегчает сборку наноскопических транзисторов.
«Нашей целью было разработать конструкцию транзистора, сочетающую в себе способность проводить большие токи, характерный для классических транзисторов, z работа при низком напряжениинеобходимы для использования в качестве искусственных синапсов», — объясняет Вайц в публикации. Эта цель была достигнута благодаря успешной сборке тщательно подобранных вертикальных полевых транзисторов с ионным затвором.
Потенциальными областями применения новых устройств являются органические светодиоды и датчики, где требуются низкое напряжение, высокая плотность тока или высокая крутизна. Особый интерес представляет возможность использования их в т.н. мемристорные элементы.
«Мемристоры можно рассматривать как искусственные нейроны, потому что их можно использовать для моделирования поведения нейронов при обработке электрических сигналов», — объясняет Вайц.
Ученые уже подали заявку на патент на свое устройство. Их цель — разработать новую архитектуру транзисторов для промышленных приложений.
