高效有機(jī)雙極晶體管作頻率首次達(dá)到千兆赫茲 為有機(jī)電子學(xué)開辟全新前景
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】晶體管是一種固體半導(dǎo)體器件，具有檢波、整流、放大、開關(guān)、穩(wěn)壓、信號(hào)調(diào)制等多種功能。晶體管作為一種可變電流開關(guān)，能夠基于輸入電壓控制輸出電流。與普通機(jī)械開關(guān)不同，晶體管利用電信號(hào)來(lái)控制自身的開合，所以開關(guān)速度可以非常快，實(shí)驗(yàn)室中的切換速度可達(dá)100GHz以上。晶體管是規(guī)范操作電腦，手機(jī)，和所有其他現(xiàn)代電子電路的基本構(gòu)建塊。
1947年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的威廉·肖克利、約翰·巴丁和華特·布萊頓發(fā)明了晶體管，開創(chuàng)了微電子時(shí)代，并徹底改變了人們的生活。晶體管的問世，是20世紀(jì)的一項(xiàng)重大發(fā)明，是微電子革命的先聲。接下來(lái)，單極場(chǎng)效應(yīng)晶體管研制成功。
晶體管的性能與日俱增，極大加快了數(shù)據(jù)的處理速度。但這些晶體管比較堅(jiān)硬，不太適用于研制新型柔性電子元件，如可折疊的電視顯示屏或醫(yī)療領(lǐng)域使用的儀器等。并且隨著集成電路發(fā)展到納米尺度，傳統(tǒng)晶體管技術(shù)已觸碰“天花板”，科學(xué)家和工程師們近年來(lái)一直在不斷探索和追尋下一個(gè)晶體管出口。
由有機(jī)材料或碳基半導(dǎo)體制成的晶體管近年來(lái)備受關(guān)注。德累斯頓大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組，首次成功演示了一種有機(jī)、高效的雙極晶體管，其關(guān)鍵是使用高度有序的薄有機(jī)層。新晶體管的運(yùn)行速度比以前的有機(jī)晶體管快很多倍，元件的工作頻率首次達(dá)到千兆赫茲(即每秒超過十億次開關(guān)操作)。
研究人員表示，研制出首塊有機(jī)雙極晶體管是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，因?yàn)樗麄儽仨殑?chuàng)建質(zhì)量非常高的新層和新結(jié)構(gòu)。經(jīng)過20年努力研制而成的這種新型有機(jī)雙極晶體管，為有機(jī)電子學(xué)開辟了全新的前景，有望提升數(shù)據(jù)處理和傳輸效率，在多個(gè)領(lǐng)域大顯身手。我們可以設(shè)想，未來(lái)應(yīng)用是配備傳感器的智能貼片，其能處理傳感器內(nèi)的數(shù)據(jù)并與外部無(wú)線通信。
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