जर्मनी के शोधकर्ताओं ने ऑर्गेनिक सेमीकंडक्टर से बना पहला बाइपोलर ट्रांजिस्टर बनाया है। नया ट्रांजिस्टर उत्कृष्ट प्रदर्शन, एक ऊर्ध्वाधर वास्तुकला और एक उच्च अंतर प्रवर्धन का दावा करता है, और उच्च-प्रदर्शन पतली-फिल्म और लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स में अनुप्रयोग ढूंढ सकता है जहां डेटा का विश्लेषण किया जाना चाहिए और उच्च गति पर प्रसारित किया जाना चाहिए।
ट्रांजिस्टर का उपयोग आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स में एक सर्किट के माध्यम से चार्ज वाहक - इलेक्ट्रॉनों या छिद्रों के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए स्विच के रूप में किया जाता है। द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर विशेष हैं क्योंकि वे इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों दोनों का उपयोग करते हैं, और इस अतिरिक्त क्षमता का अर्थ है कि वे उच्च गति और उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं। अकार्बनिक के बजाय कार्बनिक अर्धचालकों से उनका निर्माण, इलेक्ट्रॉनिक्स डिजाइनरों को ऐसे उच्च गति और उच्च शक्ति वाले उपकरणों को लचीला और पारदर्शी बनाने की गुंजाइश दे सकता है।
के नेतृत्व में एक टीम कार्ल लियो of टीयू ड्रेसडेन रूब्रिन नामक एक कार्बनिक अर्धचालक की अत्यधिक क्रमित (क्रिस्टलीय) पतली फिल्मों से कार्बनिक द्विध्रुवीय जंक्शन ट्रांजिस्टर का निर्माण करके अब इस लक्ष्य की ओर एक कदम उठाया है। इस सामग्री में एक उच्च चार्ज गतिशीलता है, जिसका अर्थ है कि चार्ज वाहक इसके माध्यम से बहुत तेजी से और लंबी दूरी पर चलते हैं।
परत दर परत
द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर में तीन टर्मिनल होते हैं जो अर्धचालक सामग्री से अलग होते हैं जो या तो पी- या एन-प्रकार होते हैं। उपकरणों में, इन अर्धचालकों को एक pnp या npn कॉन्फ़िगरेशन में वैकल्पिक रूप से व्यवस्थित किया जाता है।
लियो के समूह ने पहले पी- और एन-टाइप रूब्रीन दोनों फिल्में बनाई थीं, लेकिन नवीनतम काम में, उन्होंने इन फिल्मों को लगभग 20 एनएम मोटी एक बहुत पतली क्रिस्टलीय रूब्रिन परत पर इंजीनियरिंग का अतिरिक्त कदम उठाया। फिल्में बाद में पी- और एन-परतों के साथ-साथ परतों के लिए एक बीज का काम करती हैं जो कि आई-टाइप हैं - यानी, वे न तो एन- या पी- हैं और इस प्रकार न तो नकारात्मक और न ही सकारात्मक चार्ज वाहक हैं। "जबकि ऐसी फिल्में पहले भी बनाई गई थीं, हम सबसे पहले उन्हें विद्युत रूप से डोप करते हैं और जटिल डिवाइस स्टैक का एहसास करते हैं," लियो बताते हैं।
डिवाइस विशेषता
शोधकर्ताओं का अनुमान है कि उनके नए उपकरण की संक्रमण आवृत्ति - अनिवार्य रूप से, इसकी गति का एक माप - 1.6 गीगाहर्ट्ज़ है। यह ऑर्गेनिक फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (OFETs) के रिकॉर्ड से बहुत अधिक है, जो लंबवत-कॉन्फ़िगर किए गए डिवाइस के लिए 40 मेगाहर्ट्ज और क्षैतिज रूप से कॉन्फ़िगर किए गए डिवाइस के लिए 160 हर्ट्ज है। हालांकि, लियो नोट करता है कि प्रति वोल्टेज डिवाइस की गति इसके प्रदर्शन का एक अधिक प्रासंगिक उपाय है। "यहाँ, लगभग 400MHz / V वाला नया उपकरण पिछले कार्बनिक ट्रांजिस्टर की तुलना में लगभग सौ गुना तेज है," वे कहते हैं।
ऑर्गेनिक ट्रांजिस्टर नई ऊंचाइयों पर पहुंचे
और क्या है, लियो बताता है भौतिकी की दुनिया कि टीम के नए ट्रांजिस्टर का उपयोग कार्बनिक पदार्थों के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण पैरामीटर निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है: अल्पसंख्यक वाहक प्रसार लंबाई। यह पैरामीटर, जो डिवाइस दक्षता को अनुकूलित करने के लिए महत्वपूर्ण है, वह दूरी है जो अल्पसंख्यक वाहक (पी-टाइप सेमीकंडक्टर्स में इलेक्ट्रॉन; एन-टाइप सेमीकंडक्टर्स में छेद) विपरीत चार्ज के वाहक के साथ पुनर्संयोजन से पहले यात्रा कर सकते हैं। सिलिकॉन में यह मात्रा लंबाई में कई माइक्रोन हो सकती है। लियो कहते हैं, ऑर्गेनिक्स के लिए मूल्य बहुत कम होने की उम्मीद थी, लेकिन सामग्री के इस वर्ग में यह मूल रूप से अज्ञात था।
इस काम में नियोजित उच्च क्रम वाली परतों में, टीयू ड्रेसडेन टीम ने निर्धारित किया कि अल्पसंख्यक वाहक प्रसार लंबाई 50 एनएम थी, जो ट्रांजिस्टर को अच्छी तरह से काम करने के लिए पर्याप्त थी। हालांकि, लियो ने जोर देकर कहा कि यह निर्धारित करने के लिए आगे के अध्ययन की आवश्यकता है कि सामग्री के कौन से पैरामीटर इस मात्रा को नियंत्रित करते हैं और इसे कैसे अनुकूलित किया जा सकता है।
शोधकर्ताओं के अनुसार, नए ट्रांजिस्टर का उपयोग सिग्नल प्रोसेसिंग और वायरलेस ट्रांसमिशन जैसे अनुप्रयोगों में किया जा सकता है जिसमें डेटा का विश्लेषण किया जाना चाहिए और उच्च गति से प्रसारित किया जाना चाहिए। वे अब डिवाइस में लीकेज करंट को कम करने के लिए काम कर रहे हैं, जिससे वे सीधे इसकी ऑपरेटिंग स्पीड को माप सकेंगे। "हम अन्य उपकरणों के लिए उच्च-क्रम वाली परत तकनीक के अनुप्रयोग को भी सामान्य बनाना चाहते हैं," लियो ने खुलासा किया।
टीम काम का वर्णन करती है प्रकृति.
