鏈接：https://www.allaboutcircuits.com/news/worlds-first-organic-bipolar-junction-transistors-could-organic-bipolar-transistors-get-more-mainstream/
將電子產(chǎn)品更無縫地融入我們生活的愿望激發(fā)了人們對柔性電子產(chǎn)品領(lǐng)域的興趣。柔性顯示器和嵌入衣服或人體的電子產(chǎn)品等用例越來越受歡迎，要實現(xiàn)它們需要對傳統(tǒng)電子產(chǎn)品進行新的嘗試。實現(xiàn)柔性電子產(chǎn)品的一種有前途的技術(shù)是有機晶體管。
有機晶體管柔性顯示器的一個例子
上周，德累斯頓大學(xué)的研究人員宣布首次展示有機BJT(雙極結(jié)型晶體管)，這在有機電子領(lǐng)域引起了轟動。
在本文中，我們將討論有機晶體管、它們面臨的挑戰(zhàn)以及德累斯頓工業(yè)大學(xué)的新研究。
什么是有機半導(dǎo)體？
實現(xiàn)高度柔性電子產(chǎn)品的一種有前途的技術(shù)是有機晶體管。
有機晶體管是由有機半導(dǎo)體材料制成的晶體管器件，這意味著它們主要由碳和氫原子組成。由有機材料制成的有機半導(dǎo)體與傳統(tǒng)電子產(chǎn)品相比具有多種優(yōu)勢。
有機電子產(chǎn)品的主要優(yōu)點之一是它們與簡單的制造技術(shù)兼容，與硅電子產(chǎn)品相比，這些技術(shù)可以在相對較低的溫度下進行。最重要的是，有機半導(dǎo)體可以提供令人印象深刻的一些材料特性，例如高機械柔韌性、更高的天然豐度和更低的成本。由于這種特性的結(jié)合，有機半導(dǎo)體可以印刷到塑料、衣服甚至人體等柔性基板上。
所有這些都導(dǎo)致有機半導(dǎo)體被認為是未來創(chuàng)造柔性電子產(chǎn)品的關(guān)鍵組件。如今，有機 LED (OLED) 顯示器是有機半導(dǎo)體最受歡迎的應(yīng)用，與傳統(tǒng) LED 顯示器相比，它提供了更高的圖像質(zhì)量和更薄的設(shè)計。
有機晶體管的挑戰(zhàn)
盡管有機半導(dǎo)體已在顯示技術(shù)中得到應(yīng)用，但到目前為止，通過該技術(shù)實現(xiàn)的唯一晶體管是以有機場效應(yīng)晶體管 (OFET)的形式出現(xiàn)的。盡管 OFET 自首次創(chuàng)建以來的幾十年中取得了長足的發(fā)展，但仍有一些挑戰(zhàn)阻礙了它們的主流采用。
OFET的結(jié)構(gòu)
一個挑戰(zhàn)是有機材料傳統(tǒng)上是絕緣體，這意味著有機晶體管的電荷載流子遷移率往往比硅晶體管低得多。該屬性與大的重疊電容和接觸電阻相結(jié)合，最終限制了 OFET 可以運行的速度、功率效率和頻率范圍。
迄今為止，大多數(shù)研究只報道過在中低兆赫范圍內(nèi)工作的 OFET，該頻率范圍限制了其廣泛的應(yīng)用。
理想情況下，我們將擁有同時提供低電容和接觸電阻的有機晶體管，從而實現(xiàn)更高的性能和更好的頻率響應(yīng)。為此，OBJT一直備受追捧，但尚未實現(xiàn)，因為它們依賴于精確摻雜的基層，給制造成帶來挑戰(zhàn)。
世界首創(chuàng)有機BJT
上周，來自德累斯頓工業(yè)大學(xué)的研究人員宣布他們創(chuàng)造出了世界上第一個高效的 OBJT，從而在該領(lǐng)域引起了轟動。
正如他們在Nature上的論文中所描述的那樣，研究人員通過開發(fā)基于 n 型和 p 型摻雜紅熒烯晶體薄膜的設(shè)備來解決 OBJT 面臨的制造挑戰(zhàn)。
在描述他們的過程時，他們首先通過真空沉積在基板上沉積一層薄薄的無定形紅熒烯，然后在氮氣氛中對紅熒烯進行退火以開始晶體生長。與在爐子上生長的傳統(tǒng)晶體相比，這些晶體薄膜是直接在基板表面制成的，這有利于大規(guī)模生產(chǎn)。
有機BJT的結(jié)構(gòu)
這項技術(shù)的結(jié)果非常積極，因為研究人員能夠同時進行 n 型和 p 型摻雜，并提供厚度約為 1 μm 和約 3 cm 2 V-1 s-1 的高垂直遷移率的晶體管.
結(jié)果是實現(xiàn)了 1.6 GHz 的單位增益頻率的 OBJT，標(biāo)志著第一個達到千兆赫茲頻率范圍的有機晶體管。
研究人員對他們的結(jié)果表示贊賞，稱他們的 OBJT 是朝著柔性電子未來的超快速有機晶體管的成功商業(yè)化和生產(chǎn)邁出的一大步。看看這項技術(shù)將如何隨著這一壯舉的完成而取得進展將會很有趣。
聯(lián)系客服
