Orgaaniline väljatransistor

OFETi ehitus

OFETi-põhine painduv ekraan

Orgaaniline väljatransistor (inglise keeles organic field-effect transistor, lühendatult OFET) on transistor, mida kasutatakse ekraanide ja sensorite loomisel. OFET koosneb orgaanilistest ühenditest, mis võimaldavad seadmel juhtida elektrivoolu nende kaudu läbiva elektrostaatilise välja abil. OFET erineb traditsioonilistest väljatransistoritest, mis kasutavad anorgaanilisi materjale, nagu näiteks räni. OFETi kasutamine on atraktiivne, kuna orgaanilisi materjale on võimalik odavamalt toota ja need on keskkonnasõbralikumad kui anorgaanilised materjalid. OFETe kasutatakse paljudes erinevates valdkondades, näiteks painduv elektroonika, bioloogilised andurid ja arvutitehnoloogia.^[1] Üks OFET-ide eeliseid, võrreldes anorgaaniliste TFT-dega, on nende suur füüsiline paindlikkus,^[2] mis toob kaasa bioühilduvad rakendused, näiteks personaliseeritud biomeditsiini ja bioelektroonika tervishoiutööstuses.^[3]

OFETi ajalugu

Orgaanilise väljatransistori (OFET) ajalugu algab kahekaskümnendatel, kui teadlased uurisid võimalusi orgaaniliste materjalide kasutamiseks transistorides. 1986. aastal teatasid Mitsubishi Electricu teadlased H. Koezuka, A. Tsumura ja Tsuneya Ando esimesest orgaanilisest väljatransistorist,^[4][5]mis põhines tiofeeni molekulide polümeeril. ^[6] Tiofeenpolümeer on teatud tüüpi konjugeeritud polümeer, mis on võimeline juhtima laengut, välistades vajaduse kasutada kalleid metalloksiidpooljuhte. Lisaks on ilmnenud, et teistel konjugeeritud polümeeridel on pooljuhtivad omadused. OFET-i disain on samuti viimastel aastakümnetel paranenud. Paljud OFET-id on nüüd loodud õhukese kiletransistori (TFT) mudeli põhjal, mis võimaldab seadmete disainis kasutada vähem juhtivaid materjale. Viimastel aastatel on neid mudeleid täiustatud, et võimaldada väljamõju liikuvust ja sisse-välja voolu suhet. Tänapäeval kasutatakse OFETeid laialdaselt erinevates valdkondades, näiteks painduvates ekraanides, biosensorites, energiasalvestuses, ekraanides ja paljudes teistes rakendustes. OFETide kasutamine on atraktiivne, kuna orgaanilisi materjale on võimalik odavamalt toota.

Valgust kiirgav OFET

Orgaanilist väljatransistorit on võimalik kasutada valgustkiirgava seadmena, integreerides nii voolu modulatsiooni kui ka valguse emissiooni. 2003. aastal valmis Saksamaal esimene orgaaniline valgust kiirgav väljatransistor (OLET).^[7] Seadme struktuur koosneb omavahel ühendatud kullaallika- ja äravooluelektroodidest ning polükristallilise tetratseeni õhukesest kilest. Sellesse kihti süstitakse kullakontaktidest nii positiivsed laengud (augud) kui ka negatiivsed laengud (elektronid), mis viib tetratseenist elektroluminestsentsini. Orgaanilist väljatransistorit on võimalik kasutada valgustkiirgava seadmena

Viited

1. Xingguo Zhang, Zhihua Pu, (2023). "Flexible organic field-effect transistors-based biosensors: progress and perspectives". Nature Public Health Emergency Collection. DOI:10.1007/s00216-023-04553-6. Vaadatud 04.04.2023.
2. Kaltenbrunner, Martin (2013). "An ultra-lightweight design for imperceptible plastic electronics". Nature. 499 (7459): 458–463. DOI:10.1038/nature12314.
3. Nawrocki, Robert (2016). "300-nm Imperceptible, Ultraflexible, and Biocompatible e-Skin Fit with Tactile Sensors and Organic Transistors". Advanced Electronic Materials. 2 (4). DOI:10.1002/aelm.201500452.
4. "What are OLEDs and OLETs?". LAMP Project. Framework Programmes for Research and Technological Development. Originaali arhiivikoopia seisuga 30.12.2020. Vaadatud 19.04.2023.
5. Tsumura, A.; Koezuka, H.; Ando, Tsuneya (03.11.1986). "Macromolecular electronic device: Field‐effect transistor with a polythiophene thin film". Applied Physics Letters. 49: 1210–1212. DOI:10.1063/1.97417. Vaadatud 19.04.2023.
6. Tsumura, A.; Koezuka, H.; Ando, Tsuneya (veebruar 1987). "Field-effect transistor with polythiophene thin film". Synthetic Metals. 18 (1–3): 699–704. DOI:10.1016/0379-6779(87)90964-7. Vaadatud 19.04.2023.
7. Hepp, Aline; Heil, Holger; Weise, Wieland; Ahles, Marcus; Schmechel, Roland; Von Seggern, Heinz (2003). "Light-Emitting Field-Effect Transistor Based on a Tetracene Thin Film". Phys. Rev. Lett. 91 (15): 157406. DOI:10.1103/PhysRevLett.91.157406.