Транзистор жұмысы кезінде тесік арнасы пайда болады, ал катион тудыратын қос электрлік қабат пайда болады
Сеул ұлттық университетінің зерттеушілері бір жартылай өткізгіш құрылғыда сигналдарды өңдеуді, жадты және жарық шығаруды бір уақытта орындай алатын ультра төмен вольтты электрохимиялық органикалық жарық шығаратын транзисторды жасап шығарды. Жарық шығаратын полимерлі жартылай өткізгіш арнаға ион тасымалдау күшейткішін енгізу арқылы топ дренажды электрод интерфейсінде электрлік қос қабатты түзуді қамтамасыз етті, бұл дәстүрлі тәсілдерде қолданылатын жоғары кернеулерге немесе тұрақсыз n-типті қоспаларға сүйенбестен электронды тиімді инъекциялауға мүмкіндік берді.
Нәтижесінде, құрылғы қарапайым бір белсенді қабатты құрылымды сақтап қалды, сонымен қатар төмен вольтты жұмысты және кең, кеңістіктік бекітілген жарық сәулеленуін, сондай-ақ нейроморфтық сигналды өңдеу функциясын қамтамасыз етті.
Жұмыс Nature Materials журналында жарияланған.
Киетін электроника ақылды сағаттар мен ақылды көзілдіріктерден тыс келесі буын пайдаланушыға ыңғайлы платформаларына тез дамып келеді, ал болашақта теріге орнатылатын және имплантацияланатын құрылғыларға кеңеюде.
Атап айтқанда, теріге киілетін құрылғылар, сенсорлық, сигналдық өңдеу, жад және дисплей функцияларын бір платформада біріктіретін интеграцияланған жартылай өткізгіш технологиялармен бірге, келесі буын денсаулық сақтау және болашақ электроника индустриясы үшін негізгі мүмкіндік беретін технологиялар ретінде қарастырылады.
Жақында киілетін электроника қарапайым биосигналдарды анықтаудан тыс нақты уақыт режимінде сигналдарды өңдеу және визуализациялауға дейін дамыды.
Дегенмен, осы уақытқа дейін бұл функциялар әдетте бөлек қосылған құрылғыларды пайдаланып жүзеге асырылды, бұл күрделі құрылымдарға, көлемді және қатты компоненттерге және жоғары энергия тұтынуына әкелді. Сондықтан, қарапайым құрылғы архитектурасына бірнеше функцияларды біріктіру үлкен қиындыққа айналды.
1. Неліктен қазіргі құрылғылар істен шығады
Органикалық жарық шығаратын транзисторлар келесі буын киілетін электроника үшін перспективалы кандидаттар ретінде назар аударды, себебі олар транзистор мен жарық шығаратын диод функцияларын бір құрылғыда біріктіре алады.
Дегенмен, бүйірлік электрод құрылымы бар дәстүрлі органикалық транзисторлар электродтар мен үлкен электронды инжекциялық тосқауыл арасындағы үлкен қашықтыққа байланысты 80-нен 180 В-қа дейінгі жоғары жұмыс кернеулерін қажет етеді.
Жұмыс кернеуін төмендету үшін электрохимиялық иондық легирлеу қолданылғанның өзінде, 3,5 В-тан жоғары кернеу қажет, ал сәулелену аймағы тар және тұрақсыз болып қалады, бұл нақты дисплейлер мен интеллектуалды киілетін электрондық жүйелерде практикалық қолдануды шектейді.
2. Жаңа транзистор қалай жұмыс істейді
Зерттеу тобы сигналды өңдеуді, жадты және жарық сәулеленуін бір органикалық транзисторға біріктіретін ультра төмен вольтты электрохимиялық органикалық жарық шығаратын транзисторды жасап шығарды.
Электрод интерфейсінде электрлік қос қабаттың түзілуін тудыру үшін белсенді қабатқа ион тасымалдау күшейткішін қосу арқылы топ дәстүрлі тәсілдерде қолданылатын жоғары кернеулерге немесе тұрақсыз легирлеуге сүйенбей, тиімді электронды инъекциялаудың жаңа механизмін енгізді.
Бұл бұрын жұмыс істеу үшін тым төмен деп есептелген < 3,5 В кернеу кезінде де жарық шығаруға мүмкіндік берді, сонымен қатар кең және тұрақты сәуле шығару аймағын сақтап қалды.
Құрылғы сонымен қатар сигналдарды өңдеу және жад сипаттамаларын көрсетті, жауаптар қайталанатын тітіркендіргіштер кезінде жинақталып, уақыт өте келе сақталды, және ол тек екі 1,5 В батареямен жұмыс істейтін икемді киілетін дисплей жүйесінде көрсетілді.
Бұл зерттеу тұрақты жарық сәулеленуі мен интеллектуалды функционалдылыққа қарапайым бір белсенді қабатты архитектурада да бір уақытта қол жеткізуге болатынын көрсетеді, бұл органикалық транзисторлардың киілетін қолданбалар үшін әлеуетін айтарлықтай кеңейтеді.
3. Киілетін құрылғыларға ықтимал әсер етуі
Бұл зерттеу сигналдарды өңдеуді, жадты және жарық сәулеленуін бір құрылғыға біріктіруімен маңызды, бұл бірнеше бөлек компоненттерді жасауды және өзара байланыстыруды қажет ететін дәстүрлі киілетін электрондық жүйелердің шектеулерін азайтады.
Атап айтқанда, кіріс стимулдарына кумулятивті және сақталатын жауаптарды көрсету арқылы, ол ақпаратты өңдеп, нәтижені жарық арқылы бірден көрсете алатын келесі буын электроникасының әлеуетін көрсетеді.
Дәстүрлі киілетін құрылғылар пайдаланушыларға қозғалыс кезінде өлшенген сигналдарды нақты уақыт режимінде тексеруді қиындатса, бұл технология нақты уақыт режимінде бақылауға және ақпаратты жедел жеткізуге бағытталған.
Ол оңалту, жедел жәрдем, жаттығуларды бақылау, теріге жабыстырылатын электроника және ақылды денсаулық сақтау сияқты қолданбаларға кеңейтіледі деп күтілуде және байланысты салалар үшін негізгі мүмкіндік беретін технология ретінде қызмет етуі мүмкін.
Профессор Тэ-Ву Ли 2026 жылы Science and Nature журналында жарияланған мақалалары арқылы әлемдік деңгейдегі зерттеулердің бәсекеге қабілеттілігін көрсетті.
Бұл жұмыс жарық шығаратын, сигналды өңдеу және жад функцияларын төмен кернеудегі бір жартылай өткізгіш құрылғыға біріктіру арқылы дәстүрлі жарық шығаратын құрылғылардан асып түседі, бұл келесі буын интеллектуалды киілетін электроника үшін жаңа бағыт ұсынады.
Зерттеуді басқарған профессор Тэ-Ву Ли: «Бұл жұмыс әсіресе маңызды, себебі ол барлық функцияларды өңдеу, жад және дисплей құрылғыларын бөлек жасау және қосу қажеттілігінсіз бір жартылай өткізгіш құрылғыға біріктіруге болатынын көрсетеді», - деді.
Ол былай деп қосты: «Болашақта біз бұл технологияны ақылды жасанды теріге және киілетін денсаулық сақтауға қолданылатын теріге арналған жартылай өткізгіш платформаға айналдыруды жоспарлап отырмыз».
Бұл технология сонымен қатар бір төмен вольтты жартылай өткізгіш құрылғыда көпфункционалдылықты көрсету арқылы дәстүрлі жарық шығаратын жартылай өткізгіштерден асып түсетіндігімен маңызды.
Осы тұрғыдан алғанда, ол адамдар мен машиналар арасында нақты уақыт режимінде өзара әрекеттесуге мүмкіндік беретін интеллектуалды теріге киілетін электроника үшін жаңа бағыт ұсынады.
Жарияланған уақыты: 2026 жылғы 22 маусым