Puidust transistor – Physics World

Rootsi teadlased on ehitanud puitplaadist transistori, ühendades kogu materjalis elektrit juhtivaid polümeere viisil, mis jätab ruumi iooniliselt juhtivale elektrolüüdile. Uus tehnika võimaldab põhimõtteliselt kasutada puitu paljude elektroonikakomponentide mallina, kuigi Linköpingi ülikooli meeskond tunnistab, et puidupõhised seadmed ei suuda kiiruse ega suuruse osas traditsiooniliste vooluahelatega konkureerida.

Juhib Isak Engquist of Linköpingi orgaanilise elektroonika laboralustasid teadlased ligniini eemaldamisega balsa puitplaadist (valitud, kuna see on teradeta ja ühtlase struktuuriga), kasutades NaClO.₂ keemiline ja kuumtöötlus. Kuna ligniin moodustab tavaliselt 25% puidust, loob selle eemaldamine märkimisväärse ruumi uute materjalide lisamiseks allesjäävasse struktuuri.

Seejärel asetasid teadlased delignifitseeritud puidu elektrit juhtiva polümeeri, mida nimetatakse polü(3,4-etüleendioksütiofeen)-polüstüreensulfonaadiks ehk PEDOT:PSS-iks, veepõhisesse dispersiooni. Kui see polümeer puitu difundeerub, muutub varem isoleeriv materjal juhiks, mille elektrijuhtivus on kuni 69 siemenit meetri kohta – nähtus, mille teadlased omistavad PEDOT:PSS-i mikrostruktuuride tekkele 3D-puidust "tellingu" sees.

Järgmisena konstrueerisid Engquist ja kolleegid transistori, kasutades kanalina üht tükki sellest töödeldud balsapuust ja mõlemal küljel täiendavaid tükke, et moodustada topelttransistori pais. Samuti leotasid nad väravate ja kanali vahelise liidese iooni juhtivas geelis. Selles orgaanilise elektrokeemilise transistori (OECT) nime all tuntud paigutuse korral käivitab paisu(de)le pinge rakendamine kanalis elektrokeemilise reaktsiooni, mis muudab PEDOT-molekulid mittejuhtivaks ja lülitab seetõttu transistori välja.

Transistori jõudlus

Sisestamine PNAS, teadlased teatavad, et uus puidust transistor moduleerib elektrivoolu 1 mm paksuses transistorikanalis, mille sisse/välja suhe on 50. Võrreldes tüüpiliste kaasaegsete transistoridega töötab see märkimisväärse viivitusega: toite sisselülitamine võtab aega umbes viis sekundit , samas kui väljalülitamine võtab ühe sekundi.

"Meie puidutransistor töötab erineval põhimõttel kui tavalised ränitransistorid, mis lülituvad elektrivälja abil," selgitab Engquist. "Võrreldes nende transistoridega on see tõesti aeglane ja mahukas ning me ei eelda, et see kunagi konkureerib traditsiooniliste mikroprotsessorite ja vooluahelatega."

Uus seade reageerib hästi paisu pinge modulatsioonile, toimides selles osas samaväärselt teiste OECT-dega. Kuid teadlased rõhutavad, et nad ei arendanud puidutransistori konkreetseid rakendusi silmas pidades. "Me tegime seda, sest saime," ütleb Engquist.

Asjad, mis on seotud puidust transistoriga

Vajutades soovitab Engquist, et võimalikud rakendused võiksid hõlmata elektroonikaseadmete ja seadmete reguleerimist, mille puhul on mingil põhjusel vaja puidu sees elektrilist funktsionaalsust.

Seen muudab puidu piesoelektriliseks, võimaldades sellel toita LED-e

"Kuna meie transistori kanal on nii suur, võib see taluda suuremat voolu kui tavalised orgaanilised transistorid, " ütleb ta. Füüsika maailm. "Võime ette kujutada näiteks tulevaste andurite, päikesepatareide, kuvarite või puidu sisseehitatud patareide voolu reguleerimist."

Teadlased uurivad nüüd võimalusi oma juhtiva puidu elektriliste omaduste parandamiseks. "Samuti loodame luua uusi seadmeid koos kolleegidega orgaanilise elektroonika laborist, kes on elektroonikatehaste valdkonnas pioneerid."

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoAiStream. Web3 andmete luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• Tuleviku rahapaja Adryenn Ashley. Juurdepääs siia.
• Ostke ja müüge IPO-eelsete ettevõtete aktsiaid koos PREIPO®-ga. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/a-transistor-made-from-wood/