- 13,579
- 20
- 8 Ноя 2022
Экспериментальный транзистор может стать отправной точкой для разработки экологически чистых электронных устройств.
Ученые из университета Линчёпинга и Королевского технологического института KTH в Швеции заявляют, что им удалось создать работающий транзистор в форме буквы "Т" из трех кусочков бальзы.
Верхняя часть "Т" служила каналом транзистора, с источником на одном конце и стоком на другом, а вертикальная часть "Т" использовала два кусочка бальзы с зазором между ними для формирования затвора транзистора.
Чтобы превратить обычную бальзу в проводящее дерево, шведским ученым пришлось подвергнуть ее воздействию тепла и использовать химикаты для извлечения большей части лигнина из древесной структуры, оставив пористый блок целлюлозы, готовый к пропитке проводящим полимером.
После удаления лигнина исследователи обнаружили, что водорастворимый проводящий полимер, известный как поли(3,4-этилендиокситиофен) полистиролсульфонат или PEDOT
SS может легко заполнять полости в бальзе вплоть до ее основания и ведет себя аналогично воды.
После пропитки полимером и сборки шведская команда достигла проводимости до 69 Sm-1 и смогла доказать эффективность устройства в качестве двухзатворного органического электрохимического транзистора и функционального переключателя вкл/выкл.
По данным университета Линчёпинга, предыдущие деревянные транзисторы могли регулировать только ионный транспорт и переставали функционировать после исчерпания запаса ионов. Это не относится к данной разработке, которая может работать без деградации.
Органические электрохимические транзисторы, наиболее близкие по свойствам к созданному в Швеции деревянному электрохимическому транзистору (WECT), не такие маленькие, как их кремниевые аналоги, но все же могут достигать миллиметров в размере и переключаться с килогерцовой частотой.
Тем не менее, не стоит думать, что этот деревянный транзистор станет революцией в полупроводниковой промышленности, ведь он ни мал, ни быстр: его размер составляет целых три сантиметра, а частота переключения менее одного герца. Посольку переключение происходит медленно, устройство не может выключиться менее чем за одну секунду, а включение занимает целых пять секунд. Скорость работы даже не приближается к современным вычислительным устройствам.
Однако, как заявили исследователи в своей работе, их результат "доказывает возможность модулирования электропроводности электроактивного дерева путем приложения внешнего напряжения".
"WECT не подходит для традиционных электронных схем, но, возможно, является интересным кандидатом для интегрированных в дерево приложений, начиная от электрохромных дисплеев и заканчивая простыми логическими схемами, реагирующими на сигналы датчиков", - заявили ученые.
Команда полагает, что их концептуальное устройство может быть использовано в биоэлектронике и электронике растений, и они ожидают, что это станет отправной точкой для разработки более маленьких, более проводимых и быстрых устройств.
Исак Энгквист, старший доцент лаборатории органической электроники университета Линчёпинга и один из авторов статьи, заявил, что деревянный транзистор был создан без определенного предназначения, это была попытка доказать, что это возможно.
"Мы разработали беспрецедентный метод. Да, деревянный транзистор медленный и громоздкий, но он работает и имеет огромный потенциал для развития", - сказал Энгквист. "Это фундаментальное исследование, демонстрирующее возможность создания такого устройства, и мы надеемся, что гаджет вдохновит дополнительные исследования, которые могут привести к разработке практических применений в будущем".
Исследователи продолжат свою работу над улучшением характеристик деревянного транзистора, изучая возможности увеличения его проводимости, уменьшения размеров и повышения скорости переключения. Возможно, в будущем такие устройства окажутся полезными в сферах экологии, альтернативных материалов и устойчивых технологий.
Ученые из университета Линчёпинга и Королевского технологического института KTH в Швеции заявляют, что им удалось создать работающий транзистор в форме буквы "Т" из трех кусочков бальзы.
Верхняя часть "Т" служила каналом транзистора, с источником на одном конце и стоком на другом, а вертикальная часть "Т" использовала два кусочка бальзы с зазором между ними для формирования затвора транзистора.
Чтобы превратить обычную бальзу в проводящее дерево, шведским ученым пришлось подвергнуть ее воздействию тепла и использовать химикаты для извлечения большей части лигнина из древесной структуры, оставив пористый блок целлюлозы, готовый к пропитке проводящим полимером.
После удаления лигнина исследователи обнаружили, что водорастворимый проводящий полимер, известный как поли(3,4-этилендиокситиофен) полистиролсульфонат или PEDOT
SS может легко заполнять полости в бальзе вплоть до ее основания и ведет себя аналогично воды. После пропитки полимером и сборки шведская команда достигла проводимости до 69 Sm-1 и смогла доказать эффективность устройства в качестве двухзатворного органического электрохимического транзистора и функционального переключателя вкл/выкл.
По данным университета Линчёпинга, предыдущие деревянные транзисторы могли регулировать только ионный транспорт и переставали функционировать после исчерпания запаса ионов. Это не относится к данной разработке, которая может работать без деградации.
Органические электрохимические транзисторы, наиболее близкие по свойствам к созданному в Швеции деревянному электрохимическому транзистору (WECT), не такие маленькие, как их кремниевые аналоги, но все же могут достигать миллиметров в размере и переключаться с килогерцовой частотой.
Тем не менее, не стоит думать, что этот деревянный транзистор станет революцией в полупроводниковой промышленности, ведь он ни мал, ни быстр: его размер составляет целых три сантиметра, а частота переключения менее одного герца. Посольку переключение происходит медленно, устройство не может выключиться менее чем за одну секунду, а включение занимает целых пять секунд. Скорость работы даже не приближается к современным вычислительным устройствам.
Однако, как заявили исследователи в своей работе, их результат "доказывает возможность модулирования электропроводности электроактивного дерева путем приложения внешнего напряжения".
"WECT не подходит для традиционных электронных схем, но, возможно, является интересным кандидатом для интегрированных в дерево приложений, начиная от электрохромных дисплеев и заканчивая простыми логическими схемами, реагирующими на сигналы датчиков", - заявили ученые.
Команда полагает, что их концептуальное устройство может быть использовано в биоэлектронике и электронике растений, и они ожидают, что это станет отправной точкой для разработки более маленьких, более проводимых и быстрых устройств.
Исак Энгквист, старший доцент лаборатории органической электроники университета Линчёпинга и один из авторов статьи, заявил, что деревянный транзистор был создан без определенного предназначения, это была попытка доказать, что это возможно.
"Мы разработали беспрецедентный метод. Да, деревянный транзистор медленный и громоздкий, но он работает и имеет огромный потенциал для развития", - сказал Энгквист. "Это фундаментальное исследование, демонстрирующее возможность создания такого устройства, и мы надеемся, что гаджет вдохновит дополнительные исследования, которые могут привести к разработке практических применений в будущем".
Исследователи продолжат свою работу над улучшением характеристик деревянного транзистора, изучая возможности увеличения его проводимости, уменьшения размеров и повышения скорости переключения. Возможно, в будущем такие устройства окажутся полезными в сферах экологии, альтернативных материалов и устойчивых технологий.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
