Tokom rada tranzistora, formira se šupljinski kanal, dok se kationima indukovani električni dvostruki sloj
Istraživači Nacionalnog univerziteta u Seulu razvili su elektrohemijski organski tranzistor ultra-niskog napona koji emituje svjetlost i koji može istovremeno obavljati obradu signala, memoriju i emisiju svjetlosti unutar jednog poluprovodničkog uređaja. Uvođenjem pojačivača transporta iona u kanal polimernog poluprovodnika koji emituje svjetlost, tim je omogućio formiranje električnog dvostrukog sloja na granici odvodne elektrode, omogućavajući efikasno ubrizgavanje elektrona bez oslanjanja na visoke napone ili nestabilno dopiranje n-tipa koje se koristi u konvencionalnim pristupima.
Kao rezultat toga, uređaj je zadržao jednostavnu strukturu s jednim aktivnim slojem, a istovremeno je postigao i rad na niskom naponu i široku, prostorno ograničenu emisiju svjetlosti, zajedno s funkcionalnošću neuromorfne obrade signala.
Rad je objavljen u časopisu Nature Materials.
Nosiva elektronika se brzo razvija, prevazilazeći pametne satove i pametne naočale, u platforme sljedeće generacije prilagođene korisniku, s budućim širenjem prema uređajima koji se nanose na kožu i implantatima.
Posebno se uređaji koji se nose na koži, zajedno s integriranim poluprovodničkim tehnologijama koje kombiniraju funkcije senzora, obrade signala, memorije i prikaza na jednoj platformi, smatraju ključnim tehnologijama za zdravstvenu zaštitu sljedeće generacije i buduću elektroničku industriju.
U novije vrijeme, nosiva elektronika je napredovala od jednostavne detekcije biosignala ka obradi i vizualizaciji signala u realnom vremenu.
Međutim, do sada su se ove funkcije obično implementirale korištenjem odvojeno povezanih uređaja, što je rezultiralo složenim strukturama, glomaznim i krutim komponentama te visokom potrošnjom energije. Stoga je integriranje više funkcija unutar jednostavne arhitekture uređaja postalo veliki izazov.
1. Zašto trenutni uređaji ne uspijevaju
Organski tranzistori koji emituju svjetlost privukli su pažnju kao obećavajući kandidati za nosivu elektroniku sljedeće generacije jer mogu kombinirati funkcije tranzistora i svjetlosne diode u jednom uređaju.
Međutim, konvencionalni organski tranzistori sa strukturom lateralnih elektroda zahtijevaju visoke radne napone od 80 do 180 V zbog velike udaljenosti između elektroda i velike barijere za ubrizgavanje elektrona.
Čak i kada se elektrohemijsko jonsko dopiranje koristi za snižavanje radnog napona, i dalje je potrebno više od 3,5 V, a zona emisije ostaje uska i nestabilna, što ograničava praktičnu upotrebu u stvarnim ekranima i inteligentnim nosivim elektronskim sistemima.
2. Kako novi tranzistor radi
Istraživački tim je razvio elektrohemijski organski tranzistor koji emitira svjetlost ultra-niskog napona i integrira obradu signala, memoriju i emisiju svjetlosti unutar jednog organskog tranzistora.
Ugradnjom pojačivača ionskog transporta u aktivni sloj kako bi se induciralo formiranje električnog dvostrukog sloja na granici elektrode, tim je uveo novi mehanizam za efikasno ubrizgavanje elektrona bez oslanjanja na visoke napone ili nestabilno dopiranje koje se koristi u konvencionalnim pristupima.
Ovo je omogućilo emisiju svjetlosti čak i pri naponima < 3,5 V, koji su se ranije smatrali preniskim za rad, uz održavanje široke i stabilne zone emisije.
Uređaj je također pokazao karakteristike obrade signala i pamćenja, s odgovorima koji se akumuliraju pod ponovljenim stimulansima i zadržavaju tokom vremena, a dodatno je demonstriran u fleksibilnom nosivom sistemu displeja koji napajaju samo dvije baterije od 1,5 V.
Ova studija pokazuje da se stabilna emisija svjetlosti i inteligentna funkcionalnost mogu postići istovremeno čak i u jednostavnoj arhitekturi s jednim aktivnim slojem, što značajno proširuje potencijal organskih tranzistora za nosive primjene.
3. Potencijalni utjecaj na nosive uređaje
Ova studija je značajna jer integriše obradu signala, memoriju i emisiju svjetlosti u jedan uređaj, smanjujući ograničenja konvencionalnih nosivih elektronskih sistema koji zahtijevaju izradu i međusobno povezivanje više odvojenih komponenti.
Posebno, demonstrirajući kumulativne i retentivne odgovore na ulazne stimulanse, ističe potencijal elektronike sljedeće generacije koja može obrađivati informacije i odmah prikazati rezultat putem svjetlosti.
Dok konvencionalni nosivi uređaji otežavaju korisnicima provjeru izmjerenih signala u stvarnom vremenu tokom kretanja, ova tehnologija ukazuje na praćenje u stvarnom vremenu i trenutnu dostavu informacija.
Očekuje se da će se proširiti na primjene kao što su rehabilitacija, hitna njega pacijenata, praćenje vježbanja, elektronika na koži i pametna zdravstvena njega, te bi mogla poslužiti kao ključna tehnologija za srodne industrije.
Profesor Tae-Woo Lee je pokazao vodeću svjetsku konkurentnost u istraživanju kroz uzastopne publikacije u časopisima Science and Nature u 2026. godini.
Ovaj rad nadilazi konvencionalne uređaje koji emituju svjetlost integrirajući funkcionalnosti emisije svjetlosti, obrade signala i memorije u jedan poluprovodnički uređaj na niskom naponu, predstavljajući novi smjer za inteligentnu nosivu elektroniku sljedeće generacije.
Profesor Tae-Woo Lee, koji je vodio studiju, rekao je: „Ovaj rad je posebno značajan jer pokazuje da se sve funkcije mogu integrirati unutar jednog poluprovodničkog uređaja, bez potrebe za odvojenom izradom i povezivanjem procesorskih, memorijskih i displej jedinica.“
Dodao je: „U budućnosti planiramo dalje razvijati ovu tehnologiju u poluprovodničku platformu na koži koja se može primijeniti na inteligentnu umjetnu kožu i nosivu zdravstvenu njegu.“
Ova tehnologija je također značajna po tome što nadilazi konvencionalne poluprovodnike koji emituju svjetlost demonstrirajući multifunkcionalnost u jednom niskonaponskom poluprovodničkom uređaju.
U tom smislu, predstavlja novi smjer za inteligentnu elektroniku koja se nosi na koži i omogućava interakciju u stvarnom vremenu između ljudi i mašina.
Vrijeme objave: 22. juni 2026.