Транзисторы применяются во всех устройствах — в мобильных телефонах, холодильниках, самолётах. Но для каждого транзистора есть предельная величина силы тока. Физики из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана создали органический транзистор, прекрасно работающий с токами как малой, и большой величины.
Транзистор — это полупроводниковый прибор, управляющие напряжением и током в электрических цепях. Чтобы снизить экономические и экологические издержки, электронные устройства стараются делать как можно миниатюрнее, при этом увеличивая их производительность, и это в первую очередь относится к транзисторам. Для обычных, неорганических полупроводников размеры менее 100 нанометров уже стали стандартом, но органические полупроводники не поспевали за этой тенденцией. К тому же у них значительно хуже производительность потока носителей заряда. Но у органических структур есть свои преимущества — их можно производить в промышленных масштабах методом печати, и материальные издержки при этом значительно ниже, и их можно наносить на гибкую основу.
Группа профессора физики Томаса Вайца работает над оптимизацией органических транзисторов. В статье, недавно опубликованной в журнале Nature, учёные описывают изготовление транзисторов необычной структуры, — крохотных, мощных и многофункциональных. Путём точной подгонки нескольких производственных параметров были получены наноразмерные устройства, работающие с током как малой, так и большой плотности. Главное нововведение заключается в использовании нестандартной геометрии, которая упрощает сборку наноскопических транзисторов.
«Мы задались целью создать транзистор, способный работать и с сильными токами, характерными для обычных транзисторов, и с малыми напряжениями — при использовании его в качестве искусственного синапса, — рассказывает Вайц. — Эта цель была достигнута с созданием вертикального органического полевого транзистора с точно заданными размерами и успешным определением его параметров».
Среди потенциальных областей применения таких устройств — низковольтные светодиоды и датчики, в которых требуется высокая плотность тока или крутизна характеристики. Особенно интересна возможность их использования в так называемых мемристорах. «Мемристоры можно представить как искусственные нейроны, и они подходят для моделирования обработки нейронами электрических сигналов, — поясняет Вайц. — При точной подборке формы мемристора можно найти ему применение в разных областях, например, в процессе обучения на основе искусственных синапсов».