Транзистордун иштеши учурунда тешик каналы пайда болот, ал эми катион менен индукцияланган кош электрдик катмар пайда болот.
Сеул улуттук университетинин изилдөөчүлөрү бир эле жарым өткөргүч түзүлүштө сигналдарды иштетүүнү, эс тутумду жана жарык чыгарууну бир эле учурда аткара алган өтө төмөнкү чыңалуудагы электрохимиялык органикалык жарык чыгаруучу транзисторды иштеп чыгышты. Жарык чыгаруучу полимер жарым өткөргүч каналына иондук транспорт күчөткүчүн киргизүү менен, топ дренаждык электрод интерфейсинде электрдик кош катмарды түзүүгө мүмкүндүк берди, бул салттуу ыкмаларда колдонулган жогорку чыңалууга же туруксуз n-типтеги легирлөөгө таянбастан, электронду натыйжалуу сайууга мүмкүндүк берди.
Натыйжада, түзмөк жөнөкөй бир активдүү катмарлуу түзүлүштү сактап калган, ошол эле учурда төмөнкү чыңалуудагы иштөөгө жана кең, мейкиндикте бекитилген жарык эмиссиясына, ошондой эле нейроморфтук сигналдарды иштетүү функциясына жетишкен.
Бул эмгек Nature Materials журналында жарыяланган.
Кийилүүчү электроника акылдуу сааттардан жана акылдуу көз айнектерден тышкары, келечекте териге орнотулуучу жана имплантациялануучу түзмөктөргө чейин кеңейүү менен кийинки муундагы колдонуучуга ыңгайлуу платформаларга тездик менен өнүгүп жатат.
Атап айтканда, териге кийилүүчү түзмөктөр, сезүү, сигналдарды иштетүү, эс тутум жана дисплей функцияларын бир платформада айкалыштырган интеграцияланган жарым өткөргүч технологиялар менен бирге, кийинки муундагы саламаттыкты сактоо жана келечектеги электроника өнөр жайы үчүн негизги мүмкүндүк берүүчү технологиялар катары каралат.
Жакында эле кийилүүчү электроника жөнөкөй биосигналдарды аныктоодон тышкары, реалдуу убакыт режиминде сигналдарды иштетүүгө жана визуалдаштырууга чейин өнүктү.
Бирок, ушул убакка чейин бул функциялар, адатта, өзүнчө туташкан түзмөктөрдү колдонуу менен ишке ашырылып келген, бул татаал түзүлүштөргө, көлөмдүү жана катуу компоненттерге жана көп энергия сарптоого алып келген. Ошондуктан, жөнөкөй түзмөк архитектурасына бир нече функцияларды интеграциялоо чоң кыйынчылыкка айланды.
1. Эмне үчүн азыркы түзмөктөр иштебей жатат
Органикалык жарык чыгаруучу транзисторлор кийинки муундагы кийилүүчү электроника үчүн келечектүү талапкерлер катары көңүлдү бурду, анткени алар транзистордун жана жарык чыгаруучу диоддун функцияларын бир түзмөктө айкалыштыра алышат.
Бирок, каптал электроддук түзүлүшү бар кадимки органикалык транзисторлор электроддор менен чоң электрон инжекциялык тосмонун ортосундагы аралыктын чоңдугунан улам 80ден 180 Вга чейинки жогорку жумушчу чыңалууларды талап кылат.
Жумушчу чыңалууну төмөндөтүү үчүн электрохимиялык иондук легирлөө колдонулганда да, 3,5 Вдан ашык чыңалуу талап кылынат, ал эми эмиссия зонасы тар жана туруксуз бойдон калууда, бул чыныгы дисплейлерде жана акылдуу кийилүүчү электрондук системаларда практикалык колдонууну чектейт.
2. Жаңы транзистор кантип иштейт
Изилдөө тобу бир органикалык транзистордун ичинде сигналдарды иштетүүнү, эс тутумду жана жарык чыгарууну бириктирген өтө төмөнкү чыңалуудагы электрохимиялык органикалык жарык чыгаруучу транзисторды иштеп чыгышты.
Электрод интерфейсинде электрдик кош катмардын пайда болушун индукциялоо үчүн активдүү катмарга иондук транспорт күчөткүчүн кошуу менен, команда салттуу ыкмаларда колдонулган жогорку чыңалууга же туруксуз легирлөөгө таянбастан, электронду натыйжалуу инъекциялоонун жаңы механизмин киргизди.
Бул мурда иштөө үчүн өтө төмөн деп эсептелген < 3,5 В чыңалууда да жарыктын чыгышына мүмкүндүк берип, ошол эле учурда кең жана туруктуу эмиссия зонасын сактап калган.
Ошондой эле, түзмөк сигналдарды иштетүү жана эс тутум мүнөздөмөлөрүн көрсөттү, кайталануучу стимулдардын таасиринде жооптор топтолуп, убакыттын өтүшү менен сакталып калды, ошондой эле эки гана 1,5 В батарейка менен иштеген ийкемдүү кийилүүчү дисплей системасында көрсөтүлдү.
Бул изилдөө туруктуу жарык эмиссиясын жана акылдуу функцияларды жөнөкөй бир активдүү катмарлуу архитектурада да бир убакта ишке ашырууга болорун көрсөтүп, кийилүүчү колдонмолор үчүн органикалык транзисторлордун потенциалын бир топ кеңейтет.
3. Кийилүүчү түзмөктөргө тийгизген потенциалдуу таасири
Бул изилдөө сигналдарды иштетүүнү, эс тутумду жана жарык чыгарууну бир түзмөккө бириктиргени менен маанилүү, бул бир нече өзүнчө компоненттерди жасоону жана бири-бири менен байланыштырууну талап кылган кадимки кийилүүчү электрондук системалардын чектөөлөрүн азайтат.
Атап айтканда, киргизилген стимулдарга кумулятивдик жана сакталуучу жоопторду көрсөтүү менен, ал маалыматты иштетип, натыйжаны жарык аркылуу дароо көрсөтө алган кийинки муундагы электрониканын потенциалын баса белгилейт.
Кадимки кийилүүчү түзмөктөр колдонуучуларга кыймылдап жатканда өлчөнгөн сигналдарды реалдуу убакытта текшерүүнү кыйындатса, бул технология реалдуу убакытта мониторинг жүргүзүүгө жана маалыматты тез жеткирүүгө багытталган.
Ал реабилитация, тез жардам көрсөтүү, көнүгүүлөрдү көзөмөлдөө, териге орнотулган электроника жана акылдуу саламаттыкты сактоо сыяктуу колдонмолорго жайылтылат деп күтүлүүдө жана тиешелүү тармактар үчүн негизги мүмкүндүк берүүчү технология катары кызмат кылышы мүмкүн.
Профессор Тэ-Ву Ли 2026-жылы Science and Nature журналында удаалаш жарыяланган макалалары аркылуу дүйнөдө алдыңкы изилдөө атаандаштыкка жөндөмдүүлүгүн көрсөттү.
Бул иш жарык чыгаруучу, сигналдарды иштетүүчү жана эс тутум функцияларын төмөнкү чыңалуудагы бир жарым өткөргүч түзүлүшкө интеграциялоо менен салттуу жарык чыгаруучу түзүлүштөрдөн тышкары чыгып, кийинки муундагы акылдуу кийилүүчү электроника үчүн жаңы багытты сунуштайт.
Изилдөөнү жетектеген профессор Тэ-Ву Ли: "Бул иш өзгөчө мааниге ээ, анткени ал бардык функцияларды бир жарым өткөргүч түзүлүшкө интеграциялоого болорун, иштетүү, эс тутум жана дисплей блокторун өзүнчө жасоонун жана туташтыруунун кажети жок экенин көрсөтөт", - деди.
Ал кошумчалады: "Келечекте биз бул технологияны акылдуу жасалма териге жана кийилүүчү саламаттыкты сактоого колдонулуучу териге орнотулган жарым өткөргүч платформага айландырууну пландап жатабыз".
Бул технология ошондой эле бир гана төмөнкү чыңалуудагы жарым өткөргүч түзүлүштө көп функциялуулукту көрсөтүү менен кадимки жарык чыгаруучу жарым өткөргүчтөрдөн ашып түшкөндүгү менен да маанилүү.
Бул жагынан алганда, ал адамдар менен машиналардын ортосундагы реалдуу убакыт режиминде өз ара аракеттенүүнү камсыз кылган акылдуу, териге кийилүүчү электроника үчүн жаңы багытты сунуштайт.
Жарыяланган убактысы: 2026-жылдын 22-июну