Premiers transistors organiques verticaux fonctionnant au delà du GHz

20 juillet 2021 // Par A Delapalisse
Premiers transistors organiques verticaux fonctionnant au delà du GHz
Des chercheurs en Allemagne ont développé le premier transistor organique vertical capable de fonctionner sous 4 V à des vitesses au dessus du gigahertz.

Tout comme Dresde est au cœur de l'industrie des semiconducteurs CMOS en Europe, elle devient également le centre d'une nouvelle génération de transistors organiques complémentaires.

Une équipe de la Technische Universität Dresden a développé la première implémentation d'une technologie de transistor organique vertical complémentaire. Le transistor peut fonctionner à basse tension, avec des propriétés d'inverseur réglables, et un temps de descente et de montée démontré 11 nanosecondes dans des circuits d'inversseur et d'oscillateur en anneau.

Il s'agit d'une étape clé pour la commercialisation de circuits électroniques efficaces, flexibles et imprimables. Les circuits logiques haute fréquence, tels que les circuits inverseurs et les oscillateurs à faible consommation d'énergie et à temps de réponse rapide, sont les éléments constitutifs essentiels de l'électronique imprimée sur grande surface, à faible consommation d'énergie et flexible du futur.

Le groupe Composants et systèmes organiques (ODS) de l'Institut de physique appliquée (IAP) de la TU Dresden est dirigé par le Dr Hans Kleemann. Les transistors à base perméable organique (OPBT) précédemment développés par le groupe ont été intégrés dans des circuits fonctionnels pour démontrer des performances fiables, une stabilité à long terme et des performances élevées.

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« Dans des publications précédentes, nous avons découvert que la deuxième électrode de commande dans l'architecture à transistors vertical permet une large gamme de contrôle de la tension de seuil, ce qui rend ces dispositifs idéaux pour des circuits logiques efficaces, rapides et complexes », a déclaré le chercheur Erjuan Guo. « Dans la publication récente, nous ajoutons une caractéristique vitale à la technologie en démontrant des circuits complémentaires tels que des inverseurs complémentaires intégrés et des oscillateurs en anneau. En utilisant de tels circuits complémentaires, l'efficacité énergétique et la vitesse de fonctionnement peuvent être améliorées de plus d'un ordre de grandeur et pourraient éventuellement permettre à l'électronique organique d'entrer dans le régime du GHz.

Les inverseurs et oscillateurs en anneau complémentaires développés à l'IAP représentent une étape importante vers l'électronique GHz flexible à faible consommation, comme cela serait nécessaire, par exemple dans les applications de communication sans fil. "En outre, nos résultats pourraient inspirer l'ensemble de la communauté des chercheurs à envisager des conceptions alternatives de transistors organiques verticaux, car ils semblent permettre un fonctionnement à haute fréquence et en même temps une intégration à faible coût", a déclaré Guo.

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https://tu-dresden.de/en

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A 5-stage complementary ring-oscillator composed of complementary organic permeable base transistors

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