Органические светоизлучающие транзисторы считаются перспективными кандидатами для носимой электроники следующего поколения, поскольку они позволяют объединить функции транзистора и светодиода в одном устройстве. Однако традиционные органические транзисторы с боковой электродной структурой требуют высоких рабочих напряжений от 80 до 180 В. Даже при использовании электрохимического ионного легирования для снижения рабочего напряжения все еще требуется более 3,5 В, а зона излучения остается узкой и нестабильной, что ограничивает практическое применение в реальных дисплеях и носимой электронике.

Ученые из Сеульского национального университета разработали электрохимический органический светоизлучающий транзистор сверхнизкого напряжения, который объединяет обработку сигналов, память и светоизлучение в одном органическом транзисторе, рассказывает Techxplore.

В активный слой из полупроводникового полимера добавлен усилитель ионного транспорта. При подаче напряжения ионы в полимере перераспределяются и формируют двойной электрический слой на границе с электродом стока. Этот слой действует как сверхтонкий конденсатор, который снижает барьер инжекции электронов до минимума.

Это позволило осуществлять излучение света даже при напряжении < 3,5 В, которое ранее считалось слишком низким для работы, сохраняя при этом широкую и стабильную зону излучения.

Также устройство продемонстрировало свойства обработки сигналов и запоминания: при повторяющихся импульсах тока накопленный заряд сохранялся некоторое время, что воспроизводит синаптическую пластичность биологического мозга.

Кроме того, концепция была реализована в виде гибкого носимого дисплея, питаемого всего от двух батареек 1,5 В.

Исследование показывает, что стабильное излучение света и интеллектуальная функциональность могут быть достигнуты одновременно даже в простой архитектуре с одним активным слоем, что значительно расширяет потенциал органических транзисторов для носимых устройств.

«Эта работа демонстрирует, что все функции могут быть интегрированы в одно полупроводниковое устройство без необходимости отдельного изготовления и соединения блоков обработки, памяти и дисплея», — заявил Ли Тэ Ву, руководитель научной группы.

Биологический мозг, по сравнению с искусственным интеллектом, потребляет примерно в миллион раз меньше энергии. Для того чтобы сократить этот разрыв, ученые из США создали трехмерное устройство, интегрирующее мозговые клетки и микроэлектронику в единую структуру с целью выполнения вычислительных задач.