Большой шаг вперед в органической электронике

Исследователи из Лаборатории органической электроники, Университет Линчёпинга, разработали первые в мире дополнительные электрохимические логические схемы, которые могут долгое время работать в воде. Это очень важный прорыв в развитии биоэлектроники.

электрохимическая логика

Первые печатные органические электрохимические транзисторы были представлены исследователями в LiU еще в 2002 году, и исследования с тех пор быстро развивались. Несколько органических электронных компонентов, таких как светоизлучающие диоды и электрохромные дисплеи, уже имеются в продаже.
До сих пор доминирующим материалом был PEDOT: PSS, который представляет собой материал p-типа, в котором носители заряда являются отверстиями. Для построения эффективных электронных компонентов необходим дополнительный материал n-типа, в котором носителями заряда являются электроны.
Трудно найти достаточно стабильный полимерный материал, который может работать в водных средах и в котором длинные полимерные цепи могут выдерживать высокий ток при легировании материала.
В статье в научном журнале « Продвинутые материалы»Симон Фабиано, руководитель исследования в группе «Органическая наноэлектроника» в Лаборатории органической электроники, представляет вместе со своими коллегами результаты из проводящего материала n-типа, в котором структура лестничного типа полимерной основы благоприятствует стабильности окружающей среды и большому току при легировании. Одним из примеров является BBL, поли (бензимидазобензофенантролин) материал, часто используемый в исследованиях солнечных элементов.
Постдокторский исследователь Hengda Sun нашел способ создания толстых пленок из материала. Чем толще пленка, тем больше проводимость.
«Мы использовали распыленное покрытие для производства пленок толщиной до 200 нм, которые могут достигать чрезвычайно высокой проводимости», — говорит Симон Фабиано.
Этот метод также может быть успешно использован вместе с печатной электроникой на больших поверхностях.
Hengda Sun также показало, что цепи функционируют в течение длительного времени, как на воздухе, так и в воде.
«Это может показаться на первый взгляд небольшим шагом вперед в специализированной области, но огромная проблема заключается в том, что это имеет серьезные последствия для многих приложений. Теперь мы можем построить дополнительные логические схемы — инверторы, датчики и другие компоненты — это будет работать во влажном окружении », — говорит Симона Фабиано.
«Резисторы необходимы в логических схемах, которые основаны исключительно на электрохимических транзисторах p-типа. Они довольно громоздки, и это ограничивает приложения, которые могут быть достигнуты. С материалом n-типа мы можем создавать дополнительные схемы, которые занимают доступное пространство гораздо эффективнее, поскольку резисторы больше не требуются в логических схемах », — говорит Магнус Берггрен, профессор органической электроники и руководитель лаборатории органической электроники.
Приложения органических компонентов включают в себя логические схемы, которые могут быть напечатаны на текстиле или бумаге, различные типы дешевых датчиков, нежесткие и гибкие дисплеи и, не в последнюю очередь, огромную область биоэлектроники. Полимеры, которые ведут ионы и электроны, являются мостиком между ионно-проводящими системами в теле и электронными компонентами, например, датчиков.


Еще интересно почитать: