有機(jī)雙極晶體管還可以處理柔性電子元件上的數(shù)據(jù)處理和傳輸任務(wù)，例如這里的心電圖數(shù)據(jù)。圖片來源：jakob lindenthal
德國德累斯頓工業(yè)大學(xué)教授Karl Leo和Hans Kleemann領(lǐng)導(dǎo)的研究小組首次成功地展示了一種有機(jī)高效雙極晶體管。其中至關(guān)重要的是高度有序的薄有機(jī)層的使用。相關(guān)研究近日發(fā)表于《自然》。
1947年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的肖克利、巴丁和布拉頓發(fā)明了晶體管，開創(chuàng)了微電子時(shí)代，徹底改變了人們的生活。當(dāng)時(shí)科學(xué)家發(fā)明了所謂的雙極晶體管，其中負(fù)電荷和正電荷載流子貢獻(xiàn)了電流的傳輸，單極場(chǎng)效應(yīng)晶體管是后來才加入的。
由于硅電子器件在納米范圍內(nèi)的規(guī)模化，性能的提高大大加快了數(shù)據(jù)處理的速度。然而，這種非常僵硬的技術(shù)不太適合用于新型柔性電子元件，如可滾動(dòng)的電視顯示器或用于身體上甚至體內(nèi)的醫(yī)療應(yīng)用。
在這種應(yīng)用中，有機(jī)晶體管，即碳基半導(dǎo)體，近年來已成為焦點(diǎn)。有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管早在1986年就已問世，但其性能仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于硅元件。
Leo和團(tuán)隊(duì)展示的有機(jī)高效雙極晶體管新技術(shù)，比以前的有機(jī)晶體管要快很多倍，而且元件的工作頻率首次達(dá)到千兆赫范圍，即每秒超過十億次開關(guān)操作。
“有機(jī)雙極晶體管的首次實(shí)現(xiàn)是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，我們必須創(chuàng)造非常高質(zhì)量的層次和新的結(jié)構(gòu)。然而，出色的組件參數(shù)會(huì)獎(jiǎng)勵(lì)這些努力！”該研究第一作者Shu-Jen Wang解釋說。
“我們已經(jīng)考慮這個(gè)裝置20年了，我很高興現(xiàn)在能夠用新的層序高度來演示它。有機(jī)雙極晶體管及其潛力為有機(jī)電子學(xué)開辟了全新的前景，它們也使數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)目量倘蝿?wù)成為可能?！盠eo說，未來可以想象的應(yīng)用包括，配備有傳感器的智能補(bǔ)丁，在本地處理傳感器數(shù)據(jù)，并與外部進(jìn)行無線通信。
