อาร์เรย์ทรานซิสเตอร์ไฟฟ้าเคมีอินทรีย์อินทรีย์แนวตั้งความหนาแน่นสูง

การใช้ประโยชน์จากการพิมพ์หินด้วยลำแสงอิเล็กตรอน แนวทางที่เป็นนวัตกรรมนี้สัญญาว่าจะเปลี่ยนการผลิต OECTs โดยเปิดช่องทางใหม่สำหรับการบูรณาการเข้ากับเทคโนโลยี เช่น ไบโอเซนเซอร์ อุปกรณ์สวมใส่ได้ และระบบนิวโรมอร์ฟิก 

ในความก้าวหน้าในด้านอิเล็กทรอนิกส์อินทรีย์ นักวิจัยจาก Northwestern University ได้พัฒนากลยุทธ์ใหม่ในการผลิตทรานซิสเตอร์เคมีไฟฟ้าอินทรีย์อินทรีย์ที่มีความหนาแน่นสูงและมีความยืดหยุ่นทางกล (OECTs) OECT ซึ่งใช้วัสดุตัวนำยิ่งยวดอินทรีย์เป็นที่รู้จักกันดีในการปรับกระแสไฟฟ้าเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าเล็กน้อย ทำให้มีแนวโน้มสำหรับเทคโนโลยีที่ได้รับแรงบันดาลใจจากสมองและสวมใส่ได้

แนวทางของทีมวิจัยซึ่งมีรายละเอียดในบทความล่าสุดที่ตีพิมพ์ใน Nature Electronics เกี่ยวข้องกับการใช้การพิมพ์หินลำแสงอิเล็กตรอน (eBL) เพื่อสร้างรูปแบบอินทรีย์ สารกึ่งตัวนำ ภาพยนตร์ วิธีการนี้ช่วยให้สามารถสร้างรูปแบบที่มีขนาดเล็กพิเศษและมีความหนาแน่นสูงได้โดยไม่ต้องใช้หน้ากากหรือตัวทำละลายเคมีที่อาจสร้างความเสียหายให้กับวัสดุได้ ภาพยนตร์ที่ได้จะคงสภาพการนำไฟฟ้าของไอออนิกไว้ในขณะที่กลายเป็นฉนวนไฟฟ้าในบริเวณที่เปิดโล่ง ซึ่งเป็นคุณลักษณะที่สำคัญสำหรับการรวมโครงสร้าง OECT เข้ากับอาร์เรย์และวงจร

อาร์เรย์ OECT ที่ประดิษฐ์ขึ้นแสดงทรานส์คอนดักเตอร์ตั้งแต่ 0.08 ถึง 1.7 S เวลาชั่วคราวน้อยกว่า 100 μs และคุณสมบัติการสลับที่เสถียรมากกว่า 100,000 รอบ นักวิจัยยังได้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของกลยุทธ์การผลิตด้วยการสร้างวงจรตรรกะที่ซ้อนกันในแนวตั้ง ซึ่งรวมถึงเกต NOT, NAND และ NOR ซึ่งทำงานได้ดีอย่างน่าทึ่งพร้อมความเสถียรในการปฏิบัติงานที่ยอดเยี่ยม

ทีมงานกล่าวว่าสิ่งนี้สามารถปูทางไปสู่การผลิต OECT ที่ปรับขนาดได้ และการบูรณาการเข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลากหลายประเภท รวมถึงไบโอเซนเซอร์ อุปกรณ์สวมใส่ได้ และระบบนิวโรมอร์ฟิก กลยุทธ์การสัมผัสลำแสงอิเล็กทรอนิกส์แบบใหม่ที่ทีมงานนำเสนอมีศักยภาพในการเพิ่มเสถียรภาพและประสิทธิภาพของวงจร OECT ได้อย่างมาก ซึ่งเปิดโอกาสใหม่ ๆ ในการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ออร์แกนิกขั้นสูง