Forskare vid Institutet för tillämpad fysik vid TU Dresden har kommit ett steg närmare visionen om en bred tillämpning av flexibla, utskrivbar elektronik. Teamet kring Dr Hans Kleemann har för första gången lyckats utveckla kraftfulla vertikala organiska transistorer med två oberoende styrelektroder. Resultaten har nyligen publicerats i den välrenommerade nättidskriften Naturkommunikation .

Högupplösta roll-up-tv-apparater eller hopfällbara smartphones kanske snart inte längre är oöverkomliga lyxvaror som kan beundras på internationella elektronikmässor. Högpresterande organiska transistorer är en nyckelnödvändighet för de mekaniskt flexibla elektroniska kretsarna som krävs för dessa applikationer. Dock, konventionella horisontella organiska tunnfilmstransistorer är mycket långsamma på grund av hopptransporten i organiska halvledare, så de kan inte användas för tillämpningar som kräver höga frekvenser. Speciellt för logiska kretsar med låg strömförbrukning, som de som används för radiofrekvensidentifiering (RFID), det är obligatoriskt att utveckla transistorer som möjliggör hög driftfrekvens samt justerbara enhetskarakteristika (d.v.s. tröskelspänning). Forskargruppen Organic Devices and Systems (ODS) vid Dresden Integrated Center for Applied Photophysics (IAPP) vid Institutet för tillämpad fysik under ledning av Dr. Hans Kleemann har nu lyckats förverkliga sådana nya organiska anordningar.

"Tills nu, vertikala organiska transistorer har setts som labbkuriosa som ansågs vara för svåra för att integreras i en elektronisk krets. Dock, som visas i vår publikation, vertikala organiska transistorer med två oberoende styrelektroder är perfekt lämpade för att realisera komplexa logiska kretsar samtidigt som de behåller den största fördelen med vertikala transistorenheter, nämligen den höga växlingsfrekvensen, " säger Dr Hans Kleemann.

De vertikala organiska transistorerna med två oberoende styrelektroder kännetecknas av en hög omkopplingsfrekvens (några nanosekunder) och en justerbar tröskelspänning. Tack vare denna utveckling, även enstaka transistorer kan användas för att representera olika logiska tillstånd (OCH, INTE, NAND). Vidare, den justerbara tröskelspänningen säkerställer signalintegritet (brusmarginal) och låg strömförbrukning.

Med detta, forskargruppen har satt en milstolpe när det gäller visionen om flexibel och tryckbar elektronik. I framtiden, dessa transistorer skulle kunna göra det möjligt att realisera även sofistikerade elektroniska funktioner som trådlös kommunikation (RFID) eller högupplösta flexibla skärmar helt med organiska komponenter, därmed helt avstå från kiselbaserade elektroniska komponenter.