可印刷垂直有機電晶體可集成複雜邏輯電路，替代矽基電子器件

可印刷垂直有機電晶體可集成複雜邏輯電路，替代矽基電子器件

高解析度可滾動電視或可摺疊智慧型手機可能很快將不再是只能在國際電子產品交易會上欣賞的難以承受的奢侈品。高性能有機電晶體是為此所需的機械柔性電子電路的決定性先決條件。然而，由於有機半導體中的跳躍傳輸，常規的水平有機薄膜電晶體非常慢，這就是為什麼它們不能用於需要高頻的應用中的原因。特別是對於低功耗邏輯電路（例如用於射頻識別（RFID）的邏輯電路），開發具有高開關頻率和可調特性（閾值電壓）的電晶體。應用物理學研究所的德勒斯登應用光物理綜合中心（IAPP）的有機成分和系統研究小組（ODS）在Dr. 漢斯·克萊曼（Hans Kleemann）現在已經成功實現了這種新穎的有機成分。

德勒斯登工業大學應用物理研究所的科學家們已經更加接近於柔性，可印刷電子產品廣泛應用的願景。Dr. Dr.周圍的團隊 漢斯·克萊曼首次成功開發出具有雙控制電極的強大垂直有機電晶體。結果現已發表在著名的在線雜誌《Nature Communications》上。

&34; Hans Kleemann博士說。

具有兩個獨立控制電極的垂直有機電晶體的特點是開關頻率高（幾納秒），閾值電壓可調。由於這些發展，甚至單個電晶體也可以用來表示不同的邏輯狀態（AND，NOT，NAND）。此外，可調節的閾值電壓可確保信號完整性（噪聲容限）和低功耗。

以此為基礎，研究組在柔性和可印刷電子的願景方面樹立了一個裡程碑。將來，這些電晶體甚至可以完全使用有機組件來實現甚至複雜的電子功能，例如無線通信（RFID）或高解析度柔性顯示器，從而完全不用矽基電子組件。

上圖：具有兩個可獨立控制的帶孔基礎電極的垂直有機電晶體的示意圖。左下：這種電晶體的典型傳輸特性。右下：通過檢查第二基極來調節電晶體的導通電壓。

"到目前為止，垂直電晶體還很奇特，很難集成到電路中。得益於我們開發的帶有雙控制電極的垂直電晶體，現在首次有可能藉助更少的電晶體來實現複雜的邏輯狀態，並同時利用諸如高開關頻率之類的垂直架構。漢斯·克萊曼（Hans Kleemann）。

垂直有機滲透雙基極電晶體（OPDBT）的器件概念

OPDBT的示意圖如圖所示 。該電晶體由簡單的三明治結構構成，四個平行電極（灰色和綠色）被有機半導體（橙色）隔開。電子導電材料C 60用於實現n型OPDBT。所有基極觸點均由15納米厚的Al層組成，該Al層被暴露在空氣中後形成的薄自然氧化層覆蓋。

具有雙控制電極的垂直有機電晶體的特徵在於高開關頻率（幾納秒）和閾值電壓的可調節性。由於這些發展，甚至單個電晶體也可以用來表示不同的邏輯狀態（AND，NOT，NAND）。可調閾值電壓還可確保信號完整性（噪聲容限）和低功耗。

因此，該研究小組在柔性和可印刷電子的前景方面樹立了重要的裡程碑。

利用這些電晶體，將來有可能完全用有機組件來實現甚至複雜的電子功能，例如無線通信（RFID）或高解析度柔性顯示器，從而完全省去甚至替代基於矽的電子組件。