| 0 |
|
Полевые транзисторы (FET) являются основными строительными блоками современной электроники, такой как интегральные схемы, компьютерные процессоры и объединительные платы дисплеев. Органические полевые транзисторы (OFET), в которых в качестве канала для прохождения тока используются органические полупроводники, обладают преимуществом гибкости по сравнению с их неорганическими аналогами, такими как кремний.
OFET, учитывая их высокую чувствительность, механическую гибкость, биосовместимость, возможность настройки свойств и низкую стоимость изготовления, считаются имеющими большой потенциал в новых приложениях в носимой электронике, конформных датчиках мониторинга состояния, гибких дисплеях и т. д. Вообразите экран ТВ или умные носимые электронные устройства и одежда, которую носят близко к телу, чтобы собирать жизненно важные сигналы для мгновенной биологической обратной связи; или мини-роботы из безвредных органических материалов, работающих внутри тела для диагностики заболеваний, доставки целевых лекарств, мини-операций и других лекарств и лечения.
До сих пор основным ограничением для повышения производительности и массового производства OFET является сложность их миниатюризации. Продукты, которые в настоящее время используют на рынке OFET, все еще находятся в примитивных формах с точки зрения гибкости и долговечности продукта.
Команда инженеров во главе с д-ром Пэдди Чан Квок Люнгом (Paddy Chan Kwok Leung) на факультете машиностроения Гонконгского университета (HKU) сделала важный прорыв в разработке однослойных органических полевых транзисторов с шахматной структурой, что является краеугольным камнем для уменьшения габаритов OFET.
Основная проблема, с которой сейчас сталкиваются ученые при уменьшении размера OFET, заключается в том, что характеристики транзистора значительно ухудшаются при уменьшении размера, отчасти из-за проблемы контактного сопротивления, то есть сопротивления на интерфейсах, которое препятствует протеканию тока. Когда устройство становится меньше, его контактное сопротивление становится доминирующим фактором, значительно снижающим производительность устройства.
Однослойные OFET с шахматной структурой, созданные командой д-ра Чана, демонстрируют рекордно низкое нормализованное контактное сопротивление 40 Ом х см. По сравнению с обычными устройствами с контактным сопротивлением 1000 Ом х см, новое устройство может сэкономить 96% рассеиваемой мощности на контакте при работе устройства на том же уровне тока. Что еще более важно, помимо энергосбережения, можно значительно уменьшить чрезмерное тепловыделение в системе - распространенную проблему, которая приводит к выходу из строя полупроводников.
«На основе наших достижений мы можем еще больше уменьшить размеры OFET и довести их до субмикрометрового уровня, уровня, совместимого с их неорганическими аналогами, но при этом мы можем заставить их эффективно функционировать, демонстрируя их уникальные органические свойства. Это критически важно для соответствия требованиям коммерциализации связанных исследований», - сказал д-р Чан.
«Если гибкий OFET работает, многие традиционные электронные устройства на жесткой основе, такие как панели дисплея, компьютеры и сотовые телефоны, трансформируются в гибкие и складные. Эти устройства будущего будут намного легче по весу и с низкими производственными затратами. Более того, учитывая их органическую природу, они с большей вероятностью будут биосовместимы для передовых медицинских приложений, таких как датчики для отслеживания активности мозга или определения нервных импульсов, а также для точной диагностики заболеваний мозга, таких как эпилепсия». - добавил д-р Чан.
Д-р Чан демонстрирует гибкий органический полупроводник
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| 0 |
|
