1947 年,肖克利、巴丁和布拉顿在贝尔实验室发明了晶体管,开创了微电子时代,彻底改变了我们的生活。首先,发明了双极晶体管,其中正负电荷载流子有助于电流传输;单极场效应晶体管是后来才添加的。由于硅电子器件在纳米范围内的缩放,性能不断提高,极大地加速了数据的处理。然而,这种非常僵化的技术不太适合新型柔性电子元件,例如可卷曲电视显示器或医疗应用。
有机双极晶体管还可以处理柔性电子元件上要求苛刻的数据处理和传输任务,例如心电图 (ECG) 数据。图片来源:雅各布·林登塔尔
对于此类应用,由有机材料或碳基半导体制成的晶体管近年来已成为焦点。有机场效应晶体管早在 1986 年就已推出,但其性能仍远远落后于硅元件。
由 TU Dresden 的 Karl Leo 教授和 Hans Kleemann 博士领导的一个研究小组现在首次成功地展示了一种有机、高效的双极晶体管。对此至关重要的是使用高度有序的薄有机层,这种新技术比以前的有机晶体管快很多倍,并且组件第一次达到了千兆赫范围内的工作频率(即每秒超过十亿次开关操作)。
与 Michael Sawatzki 博士共同领导该项目的 Shu-Jen Wang 博士解释说:“有机双极晶体管的首次实现是一个巨大的挑战,因为我们必须创造出非常高质量和新结构的层。然而,组件的出色参数奖励了这些努力。”
Karl Leo 教授补充说:“20 年来一直在思考这个设备,我很高兴我们现在能够用新颖的高度有序的层来展示它。有机双极晶体管及其潜力为有机电子学,因为它们也使数据处理和传输方面的苛刻任务成为可能。 例如,可以想象的未来应用是配备传感器的智能贴片,可以在本地处理传感器数据并与外部进行无线通信。”
该研究发表在《自然》杂志上。
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