유기 재료로 만든 최초의 바이폴라 트랜지스터 • The Register

독일의 과학자들은 유기 재료로 양극성 트랜지스터를 개발하여 유연하고 투명한 전자 장치의 길을 열었다고 주장합니다.

박사후 연구원인 Technische Universität Dresden의 Shu-Jen Wang이 주도한 이 연구는 도핑된 루브렌을 사용하여 유기 양극 접합 트랜지스터를 구축했습니다. 이는 반도체 산업이 유기 재료로 전환하여 전자 장치 제작을 위한 광범위한 재료 라이브러리에 대한 접근성을 높이는 데 도움이 될 수 있습니다.

트랜지스터는 오늘날 디지털 회로의 기초이며, 단순한 수준에서 하나의 신호가 다른 신호를 제어할 수 있게 해줍니다. 전자나 양극(정공) 또는 둘 다인 전하 운반체의 전류 제어를 통해 신호를 증폭하거나 '켜짐'과 '꺼짐' 상태 사이를 전환할 수 있습니다.

트랜지스터에는 전계 효과 트랜지스터와 바이폴라 트랜지스터라는 두 가지 광범위한 종류가 있습니다. 대부분의 트랜지스터는 무기 물질(가장 일반적으로 실리콘)로 만들어집니다. 수십 년 동안 연구자들은 유연하거나 투명한 시스템을 만들 수 있는 트랜지스터를 만들기 위해 유기 재료를 사용하는 방법을 연구하기 시작했지만 전계 효과 트랜지스터만이 새로운 재료 세트에 성공적으로 이식되었습니다.

"[전하 캐리어의] 높은 이동도를 달성하는 것은 실리콘과 같은 무기 물질의 경우 간단하지만 유기 물질의 경우 더 어렵습니다. 그럼에도 불구하고, 유기 트랜지스터, 유기 태양 전지 및 유기 발광 다이오드가 최초로 제조된 이후 1980년대에는 유기 전자 분야, 특히 OLED 디스플레이 산업에서 엄청난 발전이 이루어졌습니다."라고 프린스턴 대학 전기 및 컴퓨터 공학과의 Julie Euvrard와 Barry Rand는 설명했습니다.

“유기 바이폴라 접합 트랜지스터는 무기 반도체에 비해 유기에서 전하 캐리어의 이동도가 낮기 때문에 이전에는 시도되지 않았습니다.”라고 그들은 말했습니다.

“그러면 과제는 두 캐리어 모두에 대해 높은 이동도를 갖는 유기 재료를 엔지니어링하여 기능성 양극 접합 트랜지스터를 제작하는 것입니다.”라고 논평자들은 말했습니다. 유기 물질의 낮은 이동성 특성은 부분적으로 결정질 질서의 부족으로 인해 발생하기 때문에 연구원들은 이 필름이 루브렌으로 알려진 유기 반도체의 얇은(약 20나노미터) 결정질 템플릿에서 설계되었다고 설명했습니다.

이번 연구의 부가적인 이점으로, 연구진은 이전에 유기 반도체에서 조사되지 않았던 소수 캐리어 확산 길이로 알려진 물질의 반도체 특성을 측정할 수 있었습니다.

"Wang과 동료들의 연구는 유기 바이폴라 접합 트랜지스터가 이 기본 매개 변수에 접근하는 수단을 제시하여 이러한 재료에 대한 더 나은 이해와 기존 기술의 향상을 가능하게 할 수 있음을 시사합니다"라고 Euvrard와 Rand는 말했습니다.

수요일 네이처(Nature)에 발표된 논문에서 연구자들은 유기 반도체가 저렴한 비용, 생체 적합성 탄소 기반 재료 및 증발이나 인쇄와 같은 간단한 기술을 통한 증착으로 인해 박막 전자 장치를 지원할 수 있다고 추측했습니다. 이 접근 방식을 통해 "유기 반도체 장치를 인체 또는 의류 및 패키지에 사용되는 것과 같은 유비쿼터스 전자 장치에 사용할 수 있습니다.

"우리의 결과는 더욱 빠른 스위칭 속도를 갖춘 고성능 유기 전자 장치의 새로운 장치 개념을 열어줍니다."라고 그들은 결론지었습니다. ®

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