Maailman ensimmäinen lämpötransistori

Linköpingin yliopiston Organic Electronics laboratorion Dan Zhao ja Simone Fabiano ovat luoneet lämpösähköisen orgaanisen transistorin. Lämpötilan nousu yhdellä asteella riittää aiheuttamaan havaittavan virran muutoksen transistorissa.

"Olemme ensimmäinen maailmassa esittää logiikkapiiri, tässä tapauksessa transistori, jota ohjataan lämpösignaalilla sähköisen signaalin sijaan," toteaa Organic Electronics laboratorion professori Xavier Crispin.

Lämmöllä ohjautuva transistori avaa mahdollisuuksia monille uusille sovelluksille, kuten havaitsemaan pieniä lämpötilaeroja ja siten käyttää vaikkapa lääketieteen vaatetuksissa paranemisprosessin seurantaan.

On myös mahdollista valmistaa piirejä, joita ohjataan infrapunavaloon liittyvällä lämmöllä, käytettäväksi lämpökameroissa ja muissa sovelluksissa. Herkkyys lämmölle on sata kertaa suurempi kuin perinteisillä lämpösähkömateriaaleilla. Siten yksi kontakti transistorilta lämpöherkälle elektrolyytille toimii anturina.

Älykkäiden pikseleiden matriisia voidaan käyttää, esimerkiksi lämpökameroiden sensorina infrapunasäteilylle. Jatkokehitys saattaisi tuottaa edulliset lämpökamerat matkapuhelimeen, koska tarvittavat materiaalit eivät ole kalliita, harvinaisia eivätkä vaarallisia.

Lämpöohjattu transistori perustuu aiempaan tutkimukseen, joka johti superkondensaattorin, jota varattiin auringon säteillä. Kondensaattorissa lämpö muunnetaan sähköksi, jota voi varastoida kondensaattorissa, kunnes sitä tarvitaan.

Kondensaattorin nestemäinen elektrolyytti koostuu ioneista ja johtavista polymeerimolekyyleistä Positiivisesti varautuneet ionit ovat pieniä ja liikkuvat nopeasti, kun taas negatiivisesti varautuneet polymeerimolekyylit ovat suuria ja raskaita. Kun toinen puoli on lämpimämpi, pienet ionit liikkuvat nopeasti kohti kylmää puolta ja jännite-ero syntyy.

"Kun olimme osoittaneet, että kondensaattori toimii, aloimme etsiä muita sovelluksia uudelle elektrolyytille", kommentoi Xavier Crispin saavutuksen taustoja.