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前所未有!瑞典研究人員創(chuàng)造全球第一顆木制晶體管

2023-05-03 19:51:54   作者:   來源:CTI論壇原創(chuàng)   評論:0  點擊:


  瑞典研究人員聲稱建造出世界上第一個木制晶體管。 外媒 The Register 報導,瑞典林雪坪大學和皇家理工學院研究人員表示,已經成功用三塊輕木建造出「T」型閘極晶體管,并發(fā)表在論文中。

  T 字頂部作為晶體管通道,一端是源極(Source),另一端是漏極(Drain),而T 字垂直部分使用兩塊輕木,當中有間隙形成晶體管的閘極(Gate)。 為了將普通的舊輕木轉化為導電木材,研究人員先將其暴露在高溫下,并使用化學品提取樹狀結構中的大部分木質素,留下多孔的纖維素塊,再浸入導電聚合物中。

  

 

  去除木質素后,研究人員發(fā)現 Polystyrene sulfonate(或稱PEDOT:PSS)這種水溶性導電聚合物因為行為類似水,很容易填充進輕木中。 填充聚合物并組裝后,瑞典團隊發(fā)現當中的導電性,能作為雙閘極有機電化學晶體管和功能開/關。

  根據林雪坪大學的說法,以前的木質晶體管只能調節(jié)離子運輸,一旦離子耗盡就會停止運作,但這種設計并非如此,它可以在不惡化的情況下運作。

  有機電化學晶體管與瑞典制造的木質電化學晶體管(WECT)最接近,雖然不像硅晶體管那么小,但尺寸仍然能達到毫米級,開關速率為千赫茲(kilohertz)。 那這會對半導體業(yè)產生革命性影響嗎? 事實上,具導電功能的輕木晶體管尺寸不小也不快,由于運作速度太慢,無法在 1 秒內關閉,打開也必須花上 5 秒,完全無法做超級運算的程度。

  不過,研究人員在論文中表示,他們的結果「證明可以透過施加外部電壓來調節(jié)電活性木材的導電性」,WECT 不適合傳統的電子電路,但對于從電致變色顯示器到響應傳感器輸入的簡單邏輯電路的木材集成應用,可能是候選者。

  該團隊認為,他們的概念設備可用于生物電子和植物電子,而這次設備有助于他們開發(fā)更小、更多、更快的裝置。 林雪坪大學有機電子學實驗室的資深副教授和論文作者 Isak Engquist 表示,「我們提出一個前所未有的原則,木質晶體管速度慢且體積大,但它確實有效,且具有龐大的發(fā)展?jié)摿Α梗m然沒有考慮具體應用,但希望這件事能刺激進一步研究,看到未來應用。

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