Organiska transistorer baserade på enkristaller av rubren, ett kolväte, kan ungefär fördubbla hastigheten på elektriciteten som flödar genom dem när en kristall är lätt böjd (ansträngd). Detta användbara beteende kan inte enkelt uppnås med traditionella halvledare tillverkade, till exempel, av kisel. Molekyler av rubren är arrangerade i ett fiskbensmönster (övre till vänster), bildar högordnade halvledande molekylära kristaller som kan användas för att skapa stela (övre högra) eller flexibla (nedre vänster) högpresterande organiska transistorer, baserad på tjocka eller ultratunna enkristaller, respektive. Ett exempel på en fristående rubrentransistor visas på en fingerspets (nedre till höger). Kredit:Vitaly Podzorov/Rutgers University-New Brunswick
Lätt böjda halvledare gjorda av organiska material kan ungefär fördubbla hastigheten på elektriciteten som strömmar genom dem och kan gynna nästa generations elektronik som sensorer och solceller, enligt Rutgers-ledd forskning.
Studien publiceras i tidskriften Avancerad vetenskap .
"Om det implementeras i elektriska kretsar, en sådan förbättring – uppnådd genom mycket lätt böjning – skulle innebära ett stort steg mot att förverkliga nästa generation, högpresterande organisk elektronik, " sa seniorförfattaren Vitaly Podzorov, professor vid institutionen för fysik och astronomi vid School of Arts and Sciences vid Rutgers University–New Brunswick.
Halvledare inkluderar material som leder elektricitet och deras ledningsförmåga kan stämmas av olika yttre stimuli, vilket gör dem viktiga för all elektronik. Organiska halvledare är gjorda av organiska molekyler (huvudsakligen bestående av kol- och väteatomer) som bildar ljus, flexibla kristaller som kallas van der Waals molekylära kristaller. Dessa nya material är ganska lovande för applikationer inom optoelektronik, som utnyttjar ljus och inkluderar flexibel och tryckt elektronik, sensorer och solceller. Traditionella halvledare gjorda av kisel eller germanium har begränsningar, inklusive kostnad och styvhet.
En av de viktigaste egenskaperna hos organiska och oorganiska halvledare är hur snabbt elektricitet kan flöda genom elektroniska enheter. Tack vare framstegen under det senaste decenniet, Organiska halvledare kan prestera ungefär 10 gånger bättre än traditionella amorfa kiseltransistorer. Att ställa in halvledare genom att böja dem kallas "töjningsteknik, " vilket skulle öppna en ny väg för utveckling inom halvledarindustrin om den implementerades framgångsrikt. Men fram till nu, det fanns inga avgörande experimentella resultat om hur organiska halvledare böjs, inklusive de i transistorer, kan påverka hastigheten på elektriciteten som flödar i dem.
Den Rutgers-ledda studien rapporterar den första sådana mätningen, och en böjning på 1 procent i en organisk transistor kan ungefär fördubbla hastigheten för elektroner som strömmar genom den.
