有机双极晶体管还可以处理柔性电子元件上的数据处理和传输任务，例如这里的心电图数据。 图片来源：jakob lindenthal
德国德累斯顿工业大学教授Karl Leo和Hans Kleemann领导的研究小组首次成功地展示了一种有机高效双极晶体管。其中至关重要的是高度有序的薄有机层的使用。相关研究近日发表于《自然》。
1947年，贝尔实验室的肖克利、巴丁和布拉顿发明了晶体管，开创了微电子时代，彻底改变了人们的生活。当时科学家发明了所谓的双极晶体管，其中负电荷和正电荷载流子贡献了电流的传输，单极场效应晶体管是后来才加入的。
由于硅电子器件在纳米范围内的规模化，性能的提高大大加快了数据处理的速度。然而，这种非常僵硬的技术不太适合用于新型柔性电子元件，如可滚动的电视显示器或用于身体上甚至体内的医疗应用。
在这种应用中，有机晶体管，即碳基半导体，近年来已成为焦点。有机场效应晶体管早在1986年就已问世，但其性能仍远远落后于硅元件。
Leo和团队展示的有机高效双极晶体管新技术，比以前的有机晶体管要快很多倍，而且元件的工作频率首次达到千兆赫范围，即每秒超过十亿次开关操作。
“有机双极晶体管的首次实现是一个巨大的挑战，我们必须创造非常高质量的层次和新的结构。然而，出色的组件参数会奖励这些努力！”该研究第一作者Shu-Jen Wang解释说。
“我们已经考虑这个装置20年了，我很高兴现在能够用新的层序高度来演示它。有机双极晶体管及其潜力为有机电子学开辟了全新的前景，它们也使数据处理和传输的苛刻任务成为可能。”Leo说，未来可以想象的应用包括，配备有传感器的智能补丁，在本地处理传感器数据，并与外部进行无线通信。（来源：中国科学报 冯维维）
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-022-04837-4
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