德国德累斯顿工业大学(TU Dresden)应用物理研究所的研究人员表示，可折叠智能手机和可折叠电视可能很快就不再是奢侈品了。他们声称第一次取得了成功开发具有两个独立控制电极的柔性、可打印和强大的垂直有机晶体管。
在研究发表在自然通讯他们说，这种设计克服了传统水平有机薄膜晶体管(otft)的限制，例如低通流密度和“跳变传输”，开辟了一系列需要高频率的潜在新应用。
垂直有机薄膜晶体管
德国德累斯顿大学研究小组的Hans Kleemann博士说，尽管涉及垂直otft的研究并不缺乏，但它们一直被视为新奇的“实验室珍品”，目前还难以集成到电子电路中。
该团队表示，这是研究人员首次开发出强大的垂直有机晶体管。图片由你德累斯顿
当垂直otft有两个独立的控制电极时，如本研究所示，它们“非常适合”在复杂逻辑电路中使用，同时保持垂直晶体管器件的优点，即射频识别(RFID)所需的高开关频率和低功耗。
在这种情况下，垂直otft的特征是只有几纳秒的高开关频率和可调阈值电压。这意味着它们能够独立地表示不同的逻辑状态，而可调阈值电压增强了信号的完整性和低功耗。
设备结构
在这项研究中，研究人员报告了一个垂直有机渗透双基晶体管(OPDBTs)的概念。它们结合了两个空间分离的基极，以改变电流和调整电压阈值。
在其存在的情况下，高通电流密度为1.54 a cm2结果表明，该器件具有9.2 × 105的大电流增益和99.998%的高传输值。
OPDBT的示意图和横截面TEM图像。图片由自然通讯
上面的示意图展示了晶体管，它由一个三明治状的结构组成，有四个平行电极(灰色和绿色)，中间用一个有机半导体(橙色)隔开。
采用导电巴克敏斯富勒烯(C60)实现n型OPDBT。所有的触点都由一个15毫米厚的铝层组成，这些铝层被暴露在空气中形成的天然氧化物层覆盖。在这个晶体管中，一个20纳米厚的掺杂了有效n掺杂的C60层被放置在发射极下面以减少接触电阻。
从有机组件看柔性显示器的未来
研究人员认为，垂直的otft，就像在这项研究中展示的那种，可以实现高级的电子功能，比如完全由有机元件制成的高分辨率柔性显示器。
通过采用垂直通道双基极结构，研究人员能够很容易地控制电压阈值，这是高效逻辑电路的要求。通过进一步的研究和工程优化垂直otft和OPDBTs的性能，研究人员认为在电子设备中完全消除硅的使用是可能的。
