Araştırmacılar Metal Nanopartiküllere ve İyonik Gradyanlara Dayalı Yeni Bir Transistör Oluşturuyor
Transistörler; elektronik sinyalleri veya elektrik akımını yükseltebilen, iletebilen veya değiştirebilen cihazlardır, bugün piyasada bulunan birçok elektroniğin temel bileşenleridir. Bu cihazlar, çeşitli inorganik ve organik yarı iletken malzemeler kullanılarak üretilebilir.
Metallerin genellikle transistör imalatı için uygun olmadığı düşünülmektedir çünkü elektrik alanlarını perdelerler ve bu nedenle ayarlanabilir elektrik iletkenliğine sahip cihazların oluşturulmasını zorlaştırırlar. Metallere dayalı elektronik bileşenler oluşturmanın olası bir yolu, yüklü organik ligandlarla işlevselleştirilmiş metal nanopartikül filmlerinde karşı iyon gradyanlarını kullanmaktır.
Geçmişte mühendisler, dirençlerden diyotlara ve sensörlere kadar çeşitli cihazlar oluşturmak için bu stratejiyi başarıyla kullandılar. Bununla birlikte, bu cihazların elektriksel iletkenliğini modüle etmenin çoğu zaman çok zor olduğu kanıtlanmıştır.
Northwestern Politeknik Üniversitesi, Ulusal Nanobilim ve Teknoloji Merkezi ve Çin’de bulunan diğer enstitülerdeki araştırmacılar, son zamanlarda metal nanopartiküllere dayalı ayarlanabilir elektrik iletkenliğine sahip transistörler ve mantık devreleri oluşturmak için yeni bir tasarım stratejisi geliştirdiler. Nature Electronics’de yayınlanan bir makalede bu transistörler, hem verimlilik hem de elektriksel iletkenlik açısından dikkat çekici sonuçlar elde etti.
Araştırmacılar makalelerinde, “Transistörlerin ve mantık devrelerinin, alışıldık olmayan beş elektrotlu konfigürasyon yoluyla oluşturulan dinamik iyonik gradyanlar kullanılarak işlevselleştirilmiş altın nanopartiküllerin ince filmlerinden oluşturulabileceğini gösteriyoruz” yazdı.”Transistörler, 400 kat elektriksel iletkenlik modülasyonu yapabilirler.Bunları metal nanopartikül diyotlar ve dirençlerle birleştirerek, NOT, NAND ve NOR mantık kapılarının yanı sıra yarım toplayıcı devre oluşturmak için kullanılabilir.”
Geçmiş araştırmalar, metal nanopartiküllerden yapılan mantık devrelerinin silikon tabanlı cihazlara göre önemli ölçüde daha yavaş olduğunu göstermiştir. Bununla birlikte, bir takım avantajlı özelliklere de sahiptirler. Örneğin nemli / ıslak ortamlarda çalışabilirler, oldukça esnektirler ve silikon bazlı cihazlara zarar verebilecek elektrostatik boşalmalara dayanabilirler.
İlk değerlendirmelerde, yeni transistör oldukça iyi performans gösterdiler.Transistör ayarlanabilir bir elektrik iletkenliğine sahip olmanın yanı sıra, elektrostatik boşalmalara da dayanabilir. Dahası, esnek alt tabakalar üzerine uygulandığında iyi çalışmaya devam eder ve bu yapılar gerilir veya deforme olur.
Ekip, cihazlarını oluşturmak için elektrotları esnek bir polietilen tereftalat (PET) film üzerine yerleştirdi. Şimdiye kadar, avantajlarını değerlendirmek için transistörün yalnızca bir prototipi veya kavram kanıtı versiyonunu oluşturdular. Ancak gerçek elektronik cihazlara entegre edilebilmesi için önce geliştirilmesi ve daha fazla test edilmesi gerekecektir.
Kaynak : techxplore.com
