Током рада транзистора, формира се рупични канал, док се катјонима индуковани електрични двоструки слој
Истраживачи Националног универзитета у Сеулу развили су електрохемијски органски транзистор који емитује светлост ултра ниског напона и који може истовремено да обавља обраду сигнала, меморију и емисију светлости у једном полупроводничком уређају. Увођењем појачивача јонског транспорта у канал полимерног полупроводника који емитује светлост, тим је омогућио формирање двоструког електричног слоја на интерфејсу електроде за одвод, омогућавајући ефикасно убризгавање електрона без ослањања на високе напоне или нестабилно допирање n-типа које се користи у конвенционалним приступима.
Као резултат тога, уређај је одржавао једноставну структуру са једним активним слојем, постижући и рад на ниском напону и широку, просторно ограничену емисију светлости, заједно са неуроморфном функционалношћу обраде сигнала.
Рад је објављен у часопису Nature Materials.
Носива електроника се брзо развија изван паметних сатова и паметних наочара у платформе следеће генерације прилагођене корисницима, са будућим ширењем ка уређајима који се наносе на кожу и имплантабилним уређајима.
Посебно, уређаји који се носе на кожи, заједно са интегрисаним полупроводничким технологијама које комбинују сензоре, обраду сигнала, меморију и функције приказа на једној платформи, сматрају се кључним технологијама за здравствену заштиту следеће генерације и будућу електронску индустрију.
У скорије време, носива електроника је напредовала од једноставног откривања биосигнала ка обради и визуелизацији сигнала у реалном времену.
Међутим, до сада су ове функције обично биле имплементиране коришћењем одвојених повезаних уређаја, што је резултирало сложеним структурама, гломазним и крутим компонентама и великом потрошњом енергије. Стога је интегрисање више функција унутар једноставне архитектуре уређаја постало велики изазов.
1. Зашто тренутни уређаји не успевају
Органски транзистори који емитују светлост привукли су пажњу као обећавајући кандидати за носиву електронику следеће генерације јер могу да комбинују функције транзистора и светлосне диоде у једном уређају.
Међутим, конвенционални органски транзистори са латералном структуром електрода захтевају високе радне напоне од 80 до 180 V због велике удаљености између електрода и велике баријере за убризгавање електрона.
Чак и када се електрохемијско јонско допирање користи за снижавање радног напона, и даље је потребно више од 3,5 V, а зона емисије остаје уска и нестабилна, што ограничава практичну употребу у стварним екранима и интелигентним носивим електронским системима.
2. Како нови транзистор ради
Истраживачки тим је развио електрохемијски органски транзистор који емитује светлост ултра ниског напона и интегрише обраду сигнала, меморију и емисију светлости унутар једног органског транзистора.
Уградњом појачивача јонског транспорта у активни слој како би се индуковало формирање електричног двослоја на интерфејсу електроде, тим је увео нови механизам за ефикасно убризгавање електрона без ослањања на високе напоне или нестабилно допирање које се користи у конвенционалним приступима.
Ово је омогућило емисију светлости чак и при напонима < 3,5 V, што се раније сматрало прениским за рад, уз одржавање широке и стабилне зоне емисије.
Уређај је такође показао карактеристике обраде сигнала и меморије, са одговорима који се акумулирају под поновљеним стимулусима и задржавају током времена, а додатно је демонстриран у флексибилном систему за ношење дисплеја који напајају само две батерије од 1,5 V.
Ова студија показује да се стабилна емисија светлости и интелигентна функционалност могу постићи истовремено чак и у једноставној архитектури са једним активним слојем, значајно проширујући потенцијал органских транзистора за носиве примене.
3. Потенцијални утицај на носиве уређаје
Ова студија је значајна јер интегрише обраду сигнала, меморију и емисију светлости у један уређај, смањујући ограничења конвенционалних носивих електронских система који захтевају израду и међусобно повезивање више одвојених компоненти.
Посебно, демонстрирањем кумулативних и ретентивних одговора на улазне стимулусе, истиче потенцијал електронике следеће генерације која може да обрађује информације и одмах прикаже резултат кроз светлост.
Док конвенционални носиви уређаји отежавају корисницима проверу измерених сигнала у реалном времену током кретања, ова технологија указује на праћење у реалном времену и тренутну испоруку информација.
Очекује се да ће се проширити на примене као што су рехабилитација, хитна нега пацијената, праћење вежбања, електроника на кожи и паметна здравствена заштита, и може послужити као кључна технологија за сродне индустрије.
Професор Та-Ву Ли је показао водећу светску истраживачку конкурентност кроз узастопне публикације у часописима Science and Nature у 2026. години.
Овај рад превазилази конвенционалне уређаје који емитују светлост интегришући емисију светлости, обраду сигнала и меморијске функционалности у један полупроводнички уређај на ниском напону, представљајући нови правац за интелигентну носиву електронику следеће генерације.
Професор Тае-Ву Ли, који је водио студију, рекао је: „Овај рад је посебно значајан јер показује да се све функције могу интегрисати у један полупроводнички уређај, без потребе за одвојеном израдом и повезивањем јединица за обраду, меморију и приказ.“
Додао је: „У будућности планирамо да даље развијамо ову технологију у полупроводничку платформу на кожи која се може применити на интелигентну вештачку кожу и носиву здравствену заштиту.“
Ова технологија је такође значајна по томе што превазилази конвенционалне полупроводнике који емитују светлост демонстрирајући мултифункционалност у једном нисконапонском полупроводничком уређају.
У том смислу, представља нови правац за интелигентну електронику која се носи на кожи и омогућава интеракцију у реалном времену између људи и машина.
Време објаве: 22. јун 2026.