Dans les mobiles, réfrigérateurs, avions – les transistors sont partout. Mais ils ne fonctionnent souvent que dans une plage de courant restreinte. Les physiciens de LMU ont maintenant développé un transistor organique qui fonctionne parfaitement sous des courants faibles et élevés.

Les transistors sont des dispositifs semi-conducteurs qui contrôlent la tension et les courants dans les circuits électriques. Pour réduire les coûts économiques et environnementaux, les appareils électroniques doivent devenir plus petits et plus efficaces. Ceci s'applique surtout aux transistors. Dans le domaine des semi-conducteurs inorganiques, les dimensions inférieures à 100 nanomètres sont déjà standard. A cet égard, les semi-conducteurs organiques n'ont pas été en mesure de suivre. En outre, leurs performances en matière de transport par porteurs de charges sont bien pires. Mais les structures organiques offrent d'autres avantages. Ils peuvent facilement être imprimés à l'échelle industrielle, les coûts matériels sont moindres, et ils peuvent être appliqués de manière transparente sur des surfaces flexibles.

Thomas Weitz, professeur à la Faculté de Physique de LMU et membre de la Nanosystems Initiative Munich, et son équipe travaillent intensivement sur l'optimisation des transistors organiques. Dans leur dernière publication en Nature Nanotechnologie , ils décrivent la fabrication de transistors avec une structure inhabituelle, qui sont minuscules, puissant et surtout polyvalent. En adaptant soigneusement un petit ensemble de paramètres au cours du processus de production, ils ont pu concevoir des dispositifs nanométriques pour des densités de courant élevées ou faibles. La première innovation réside dans l'utilisation d'une géométrie atypique, ce qui facilite également l'assemblage des transistors nanoscopiques.

"Notre objectif était de développer une conception de transistor qui combine la capacité de conduire des courants élevés typiques des transistors classiques avec le fonctionnement à basse tension requis pour une utilisation en tant que synapses artificielles, " dit Weitz. Avec l'assemblage et la caractérisation réussis de transistors à effet de champ organiques verticaux avec des dimensions exactement sélectionnables et une porte ionique, cet objectif est désormais atteint.

Les domaines d'application potentiels pour les nouveaux appareils comprennent les OLED et les capteurs où les basses tensions, des densités de courant élevées à l'état passant ou de grandes transconductances sont nécessaires. Leur utilisation possible dans les éléments dits memristifs est particulièrement intéressante. "Les memristors peuvent être considérés comme des neurones artificiels, car ils peuvent être utilisés pour modéliser le comportement des neurones lors du traitement des signaux électriques, " explique Weitz. " En affinant la géométrie d'un dispositif memristif, il pourrait être appliqué dans une variété de contextes, tels que les processus d'apprentissage dans les synapses artificielles. » Les chercheurs ont déjà déposé une demande de brevet pour l'appareil afin de leur permettre de développer la nouvelle architecture de transistors à usage industriel.