让有机双极晶体管性能提升的技术

1947年，贝尔实验室的Shockley、Bardeen和Brattain发明了晶体管，开创了微电子时代，并彻底改变了我们的生活。首先，所谓的双极晶体管面世，其中正负电荷载流子有助于电流传输，单极场效应晶体管后来才加入。由于硅电子器件在纳米范围内的尺寸的缩小，其性能不断提高，从而极大地加快了数据处理的速度。然而，这种非常严格的技术不太适合于新型柔性电子元件，如可滚动的电视显示器，或用于身体上甚至身体内的医疗应用。

对于这些应用，有机晶体管，即碳基半导体，近年来备受关注。早在1986年，有机场效应晶体管就已面世，但其性能仍远远落后于硅元件。

Karl Leo教授20多年来一直在思考如何制造出这个元件，现在终于实现了。他在德累斯顿大学应用物理研究所的研究小组提出了第一个高效的有机双极晶体管。这为有机电子学打开了新的前景，无论是在数据处理和传输方面，还是在医疗技术应用方面。

这项研究的关键是使用高度有序的薄有机层。这项新技术比之前的有机晶体管速度快很多倍，该元件的工作频率也首次达到了千兆赫兹，即每秒超过十亿次的开关操作。与Michael Sawatzki博士共同领导该项目的Shu-Jen Wang博士解释道：“首次实现有机双极晶体管是一个巨大的挑战，因为我们必须创建质量非常高的新结构层。然而，该元件具有的优秀参数让我们的一切努力都非常值得！”

Karl Leo教授补充道：“我们对这种器件的思考已经有20年了，现在我们能够用新型的高度有序的层来演示它，我感到非常激动。有机双极晶体管及其潜力为有机电子学打开了新的前景，因为它们也使数据处理和传输方面要求苛刻任务成为可能。”这一元件可预想的未来应用有很多，例如配备传感器的智能贴片，这些传感器在本地处理传感器数据并与外部进行无线通信。