L'équipe autour du Dr Hans Kleemann a réussi pour la première fois à développer de puissants transistors organiques verticaux avec deux électrodes de contrôle indépendantes. Crédit :IAPP
Les scientifiques de l'Institut de physique appliquée de l'Université technique de Dresde se sont rapprochés de la vision d'une large application de la flexibilité, électronique imprimable. L'équipe autour du Dr Hans Kleemann a réussi pour la première fois à développer de puissants transistors organiques verticaux avec deux électrodes de contrôle indépendantes. Les résultats ont récemment été publiés dans la célèbre revue en ligne Communication Nature .
Les téléviseurs haute définition enroulables ou les smartphones pliables pourraient bientôt ne plus être des produits de luxe inabordables pouvant être admirés dans les salons internationaux de l'électronique. Les transistors organiques hautes performances sont une nécessité clé pour les circuits électroniques mécaniquement flexibles requis pour ces applications. Cependant, les transistors organiques horizontaux à couche mince conventionnels sont très lents en raison du transport par sauts dans les semi-conducteurs organiques, ils ne peuvent donc pas être utilisés pour des applications nécessitant des fréquences élevées. Surtout pour les circuits logiques à faible consommation d'énergie, tels que ceux utilisés pour l'identification par radiofréquence (RFID), il est obligatoire de développer des transistors permettant une fréquence de fonctionnement élevée ainsi que des caractéristiques de dispositif réglables (c'est-à-dire, tension de seuil). Le groupe de recherche Dispositifs et systèmes organiques (ODS) du Centre intégré de Dresde pour la photophysique appliquée (IAPP) de l'Institut de physique appliquée dirigé par le Dr Hans Kleemann a maintenant réussi à réaliser ces nouveaux dispositifs organiques.
"Jusqu'à maintenant, les transistors organiques verticaux ont été considérés comme des curiosités de laboratoire jugées trop difficiles à intégrer dans un circuit électronique. Cependant, comme indiqué dans notre publication, les transistors organiques verticaux à deux électrodes de commande indépendantes sont parfaitement adaptés pour réaliser des circuits logiques complexes tout en gardant l'avantage principal des dispositifs à transistors verticaux, à savoir la fréquence de commutation élevée, " dit le Dr Hans Kleemann.
Panneau supérieur :séquence de couches d'un transistor à base perméable organique vertical avec deux électrodes de base accordables indépendamment. Panneau inférieur, à gauche :Caractéristiques de transfert d'un tel transistor. A droite :Ajustement de la tension d'allumage à l'aide de la deuxième électrode de base. Crédit :Nature Publishing Group
Les transistors organiques verticaux à deux électrodes de commande indépendantes se caractérisent par une fréquence de commutation élevée (quelques nanosecondes) et une tension de seuil réglable. Grâce à ces évolutions, même des transistors simples peuvent être utilisés pour représenter différents états logiques (ET, NE PAS, NAND). Par ailleurs, la tension de seuil réglable garantit l'intégrité du signal (marge de bruit) et une faible consommation d'énergie.
Avec ça, le groupe de recherche a posé un jalon en ce qui concerne la vision de l'électronique flexible et imprimable. À l'avenir, ces transistors pourraient permettre de réaliser des fonctions électroniques même sophistiquées telles que la communication sans fil (RFID) ou des écrans flexibles haute résolution entièrement avec des composants organiques, éliminant ainsi complètement les composants électroniques à base de silicium.
