Ensimmäinen orgaaninen bipolaaritransistori

Professori Karl Leon tutkimusryhmänsä Dresdenin yliopiston soveltavan fysiikan instituutissa on esitellyt ensimmäisen erittäin tehokkaan orgaanisen bipolaarisen transistorin. Tämä avaa täysin uusia näkökulmia orgaaniselle elektroniikalle - niin tietojenkäsittelyssä ja siirrossa kuin lääketieteellisen teknologian sovelluksissa.

Transistorin keksintö vuonna 1947 toteutui bipolaaritransistorina, jossa sekä negatiiviset että positiiviset varauksenkuljettajat osallistuvat virran siirtoon. Nykyelektroniikan unipolaariset kenttävaikutustransistorit tulivat sitten myöhemmin.

Nanometrialueen piielektroniikan skaalauksesta johtuva suorituskyvyn kasvu on nopeuttanut datan käsittelyä valtavasti. Tämä erittäin jäykkä tekniikka ei kuitenkaan sovellu uudentyyppisiin joustaviin elektronisiin komponentteihin, kuten rullattaviin TV-näyttöihin tai lääketieteellisiin sovelluksiin tai jopa kehossa käytettäväksi.

Tällaisissa sovelluksissa orgaanisista eli hiilipohjaisista puolijohteista valmistetut transistorit ovat viime vuosina nousseet huomion kohteeksi. Orgaaniset kenttätransistorit esiteltiin jo vuonna 1986, mutta niiden suorituskyky on edelleen paljon jäljessä piikomponenteista.

Dresdenin yliopiston professori Karl Leon ja tohtori Hans Kleemannin johtama tutkimusryhmä on nyt ensimmäistä kertaa onnistunut osoittamaan orgaanisen, erittäin tehokkaan bipolaaritransistorin. Ratkaisevaa tässä oli erittäin hyvin järjestettyjen ohuiden orgaanisten kerrosten käyttö.

Tämä uusi teknologia on monta kertaa nopeampi kuin aikaisemmat orgaaniset transistorit ja ensimmäistä kertaa komponentit ovat saavuttaneet gigahertsialueen toimintataajuudet.

Tohtori Shu-Jen Wang, joka johti projektia yhdessä tohtori Michael Sawatzkin kanssa, selittää: "Orgaanisen bipolaaritransistorin ensimmäinen toteutus oli suuri haaste, koska meidän piti luoda erittäin korkealaatuisia kerroksia ja uusia rakenteita.

Toteutetut transistorit perustuvat n- ja p-tyypin seostetun rubreenin kiteisiin kalvoihin. Toisin kuin tavalliset uunissa kasvatetut yksikiteet, nämä kalvot valmistetaan suoraan alustan pinnalle ja ovat siten yhteensopivia massatuotantoon.

Orgaaninen bipolaaritransistori ja sen mahdollisuudet avaavat täysin uusia näkökulmia orgaaniselle elektroniikalle, koska ne mahdollistavat myös vaativat datankäsittelyn ja tiedonsiirron tehtävät.

Tulevaisuuden sovelluksia ovat esimerkiksi älykkäät laastarit, jotka on varustettu antureilla, jotka käsittelevät anturidataa paikallisesti ja kommunikoivat ulkomaailmaan langattomasti.

Aiheesta aiemmin: Tehokas ohutkalvotransistori