Transstor bipolar orgnico abre caminho para eletrnicos flexveis e transparentes

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Eletrnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 23/06/2022

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Os transistores orgnicos devero viabilizar eletrnicos flexveis e aparelhos vestveis – nesta ilustrao, um adesivo eletrnico processando dados de um eletrocardiograma (ECG).
[Imagem: Jakob Lindenthal]

Rumo eletrnica flexvel e transparente

A inveno do transstor, em 1947, inaugurou a era da microeletrnica e revolucionou nossa civilizao.

Agora, pesquisadores alemes conseguiram demonstrar, pela primeira vez, um transstor bipolar orgnico altamente eficiente.

A eletrnica orgnica usa semicondutores feitos base de carbono, em vez do tradicional silcio, o que traz grandes vantagens porque os componentes orgnicos so muito mais fceis de fabricar, podendo ser aplicados como se fossem uma tinta, sobre materiais flexveis e transparentes, como plsticos.

Os primeiros transistores orgnicos de efeito de campo (FET) foram desenvolvidos j em 1986, mas seu desempenho sempre se manteve muito atrs dos componentes de silcio.

Esse hiato agora acaba de ser vencido, abrindo caminho para a criao de eletrnicos verdadeiramente flexveis, com menor consumo de energia e uma srie de outras vantagens, incluindo aparelhos de vestir, aplicaes biomdicas e, claro, telas que possam ser dobradas e enroladas sem deixar de funcionar.

Na eletrnica tradicional, primeiro foram inventados os transistores bipolares, nos quais os portadores de carga negativa e positiva contribuem para o transporte de corrente. Os transistores de efeito de campo unipolar s foram desenvolvidos mais tarde.

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A chave para a alta eficincia do transstor orgnico est na seleo e cuidadosa construo de cada uma das camadas.
[Imagem: Shu-Jen Wang et al. – 10.1038/s41586-022-04837-4]

Transstor bipolar orgnico

Para criar o seu transstor bipolar orgnico, Shu-Jen Wang e seus colegas da Universidade Tecnolgica de Dresden, na Alemanha, usaram camadas de substncias base de carbono ultrafinas e altamente ordenadas.

Com isto, eles conseguiram fabricar transistores muitas vezes mais rpidos que os transistores orgnicos desenvolvidos at agora e que, pela primeira vez, atingiram frequncias de operao na faixa de gigahertz, ou seja, mais de um bilho de operaes de comutao por segundo.

“A primeira concretizao do transstor bipolar orgnico foi um grande desafio, uma vez que tivemos que criar camadas de altssima qualidade e novas estruturas. No entanto, os excelentes parmetros do componente recompensam esses esforos,” disse Wang.

“Estamos pensando sobre este dispositivo h 20 anos, e estou emocionado por agora podermos demonstr-lo com as novas camadas altamente ordenadas. O transstor bipolar orgnico e seu potencial abrem perspectivas completamente novas para a eletrnica orgnica, uma vez que tambm possibilita realizar tarefas altamente exigentes no processamento e transmisso de dados,” disse seu colega Karl Leo.

Bibliografia:

Artigo: Organic bipolar transistors
Autores: Shu-Jen Wang, Michael Sawatzki, Ghader Darbandy, Felix Talnack, Jrn Vahland, Marc Malfois, Alexander Kloes, Stefan Mannsfeld, Hans Kleemann, Karl Leo
Revista: Nature
Vol.: 606, pages 700-705
DOI: 10.1038/s41586-022-04837-4

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