Dieser innovative Ansatz nutzt die Elektronenstrahllithographie und verspricht, die Produktion von OECTs zu transformieren und neue Möglichkeiten für deren Integration in Technologien wie Biosensoren, tragbare Geräte und neuromorphe Systeme zu eröffnen.
Als Fortschritt auf dem Gebiet der organischen Elektronik haben Forscher der Northwestern University eine neue Strategie zur Herstellung hochdichter und mechanisch flexibler organischer elektrochemischer Transistoren (OECTs) entwickelt. OECTs, die auf organischen supraleitenden Materialien basieren, sind dafür bekannt, elektrischen Strom als Reaktion auf kleine Spannungsänderungen zu modulieren, was sie für hirninspirierte und tragbare Technologien vielversprechend macht.
Der Ansatz des Forschungsteams, der in einem kürzlich in Nature Electronics veröffentlichten Artikel detailliert beschrieben wird, beinhaltet die Verwendung von Elektronenstrahllithographie (eBL) zur Strukturierung organischer Stoffe Halbleiter Filme. Diese Methode ermöglicht die Erstellung ultrakleiner Muster mit hoher Dichte, ohne dass Masken oder chemische Lösungsmittel erforderlich sind, die die Materialien möglicherweise beschädigen könnten. Die resultierenden Filme behalten ihre Ionenleitfähigkeit und werden gleichzeitig in den freiliegenden Bereichen elektronisch isolierend, ein entscheidendes Merkmal für die Integration von OECT-Strukturen in Arrays und Schaltkreise.
Die hergestellten OECT-Arrays weisen Transkonduktanzen im Bereich von 0.08 bis 1.7 S, Übergangszeiten von weniger als 100 μs und stabile Schalteigenschaften von mehr als 100,000 Zyklen auf. Die Forscher demonstrierten auch das Potenzial ihrer Herstellungsstrategie, indem sie vertikal gestapelte Logikschaltungen einschließlich NOT-, NAND- und NOR-Gattern schufen, die bemerkenswert gut funktionierten und eine ausgezeichnete Betriebsstabilität aufwiesen.
Das Team erwähnt, dass dies den Weg für die skalierbare Produktion von OECTs und deren Integration in eine Vielzahl elektronischer Geräte ebnen könnte, darunter Biosensoren, tragbare Geräte und neuromorphe Systeme. Die vom Team eingeführte neue E-Beam-Belichtungsstrategie hat das Potenzial, die Stabilität und Leistung von OECT-Schaltkreisen erheblich zu verbessern und neue Möglichkeiten für die Entwicklung fortschrittlicher organischer Elektronik zu eröffnen.