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前所未有!瑞典研究人员创造全球第一颗木制晶体管

2023-05-03 19:51:54   作者:   来源:CTI论坛原创   评论:0  点击:


  瑞典研究人员声称建造出世界上第一个木制晶体管。 外媒 The Register 报导,瑞典林雪坪大学和皇家理工学院研究人员表示,已经成功用三块轻木建造出「T」型闸极晶体管,并发表在论文中。

  T 字顶部作为晶体管通道,一端是源极(Source),另一端是漏极(Drain),而T 字垂直部分使用两块轻木,当中有间隙形成晶体管的闸极(Gate)。 为了将普通的旧轻木转化为导电木材,研究人员先将其暴露在高温下,并使用化学品提取树状结构中的大部分木质素,留下多孔的纤维素块,再浸入导电聚合物中。

  

 

  去除木质素后,研究人员发现 Polystyrene sulfonate(或称PEDOT:PSS)这种水溶性导电聚合物因为行为类似水,很容易填充进轻木中。 填充聚合物并组装后,瑞典团队发现当中的导电性,能作为双闸极有机电化学晶体管和功能开/关。

  根据林雪坪大学的说法,以前的木质晶体管只能调节离子运输,一旦离子耗尽就会停止运作,但这种设计并非如此,它可以在不恶化的情况下运作。

  有机电化学晶体管与瑞典制造的木质电化学晶体管(WECT)最接近,虽然不像硅晶体管那么小,但尺寸仍然能达到毫米级,开关速率为千赫兹(kilohertz)。 那这会对半导体业产生革命性影响吗? 事实上,具导电功能的轻木晶体管尺寸不小也不快,由于运作速度太慢,无法在 1 秒内关闭,打开也必须花上 5 秒,完全无法做超级运算的程度。

  不过,研究人员在论文中表示,他们的结果「证明可以透过施加外部电压来调节电活性木材的导电性」,WECT 不适合传统的电子电路,但对于从电致变色显示器到响应传感器输入的简单逻辑电路的木材集成应用,可能是候选者。

  该团队认为,他们的概念设备可用于生物电子和植物电子,而这次设备有助于他们开发更小、更多、更快的装置。 林雪坪大学有机电子学实验室的资深副教授和论文作者 Isak Engquist 表示,「我们提出一个前所未有的原则,木质晶体管速度慢且体积大,但它确实有效,且具有庞大的发展潜力」,虽然没有考虑具体应用,但希望这件事能刺激进一步研究,看到未来应用。

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