作者:冯维维 来源:中国科学报 发布时间:2022/6/27 16:29:28
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首个有机双极晶体管诞生

 

 

有机双极晶体管还可以处理柔性电子元件上的数据处理和传输任务,例如这里的心电图数据。

图片来源:jakob lindenthal

德国德累斯顿工业大学教授Karl Leo和Hans Kleemann领导的研究小组首次成功地展示了一种有机高效双极晶体管。其中至关重要的是高度有序的薄有机层的使用。相关研究近日发表于《自然》。

1947年,贝尔实验室的肖克利、巴丁和布拉顿发明了晶体管,开创了微电子时代,彻底改变了人们的生活。当时科学家发明了所谓的双极晶体管,其中负电荷和正电荷载流子贡献了电流的传输,单极场效应晶体管是后来才加入的。

由于硅电子器件在纳米范围内的规模化,性能的提高大大加快了数据处理的速度。然而,这种非常僵硬的技术不太适合用于新型柔性电子元件,如可滚动的电视显示器或用于身体上甚至体内的医疗应用。

在这种应用中,有机晶体管,即碳基半导体,近年来已成为焦点。有机场效应晶体管早在1986年就已问世,但其性能仍远远落后于硅元件。

Leo和团队展示的有机高效双极晶体管新技术,比以前的有机晶体管要快很多倍,而且元件的工作频率首次达到千兆赫范围,即每秒超过十亿次开关操作。

“有机双极晶体管的首次实现是一个巨大的挑战,我们必须创造非常高质量的层次和新的结构。然而,出色的组件参数会奖励这些努力!”该研究第一作者Shu-Jen Wang解释说。

“我们已经考虑这个装置20年了,我很高兴现在能够用新的层序高度来演示它。有机双极晶体管及其潜力为有机电子学开辟了全新的前景,它们也使数据处理和传输的苛刻任务成为可能。”Leo说,未来可以想象的应用包括,配备有传感器的智能补丁,在本地处理传感器数据,并与外部进行无线通信。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41586-022-04837-4

 

 
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