Транзисторын ажиллагааны үед нүхний суваг үүсдэг бол катионоор өдөөгдсөн цахилгаан давхар давхарга үүсдэг.
Сөүлийн Үндэсний Их Сургуулийн судлаачид нэг хагас дамжуулагч төхөөрөмж дотор дохио боловсруулах, санах ой болон гэрлийн ялгаралтыг нэгэн зэрэг гүйцэтгэх боломжтой хэт бага хүчдэлийн электрохимийн органик гэрэл ялгаруулдаг транзисторыг боловсруулжээ. Гэрэл ялгаруулдаг полимер хагас дамжуулагч сувагт ионы тээвэрлэлтийн сайжруулагчийг нэвтрүүлснээр баг нь ус зайлуулах электродын интерфэйс дээр цахилгаан давхар давхарга үүсгэх боломжийг олгож, уламжлалт аргуудад ашигладаг өндөр хүчдэл эсвэл тогтворгүй n хэлбэрийн допингоос хамааралгүйгээр үр ашигтай электрон тарилга хийх боломжийг олгосон.
Үүний үр дүнд төхөөрөмж нь бага хүчдэлийн ажиллагаа болон өргөн, орон зайн хувьд тогтоогдсон гэрлийн ялгаралтыг хоёуланг нь хангахын зэрэгцээ нейроморфик дохио боловсруулах функцийг бий болгохын зэрэгцээ энгийн нэг идэвхтэй давхаргын бүтцийг хадгалсан.
Энэхүү бүтээл нь Nature Materials сэтгүүлд нийтлэгдсэн.
Зүүж болдог электроникууд ухаалаг цаг, ухаалаг нүдний шилнээс гадна дараагийн үеийн хэрэглэгчдэд ээлтэй платформууд руу хурдацтай хөгжиж байгаа бөгөөд ирээдүйд арьсан дээр суурилуулж, суулгацтай төхөөрөмжүүд рүү тэлэх болно.
Ялангуяа арьсан дээр зүүдэг төхөөрөмжүүд, мэдрэгч, дохио боловсруулах, санах ой, дэлгэцийн функцуудыг нэг платформ дээр нэгтгэсэн нэгдсэн хагас дамжуулагч технологиуд нь дараагийн үеийн эрүүл мэндийн тусламж үйлчилгээ болон ирээдүйн электроникийн салбарын гол боломжит технологиуд гэж тооцогддог.
Саяхан өмсөж болох электроникууд нь энгийн био дохиог илрүүлэхээс гадна бодит цагийн дохиог боловсруулах, дүрслэх чиглэлд дэвшил гаргасан.
Гэсэн хэдий ч өнөөг хүртэл эдгээр функцуудыг ихэвчлэн тусдаа холбогдсон төхөөрөмжүүдийг ашиглан хэрэгжүүлж ирсэн бөгөөд энэ нь нарийн төвөгтэй бүтэц, том хэмжээтэй, хатуу эд ангиуд, өндөр эрчим хүчний хэрэглээг бий болгодог. Тиймээс энгийн төхөөрөмжийн архитектурт олон функцийг нэгтгэх нь томоохон бэрхшээл болж байна.
1. Одоогийн төхөөрөмжүүд яагаад дутагдалтай байна вэ
Органик гэрэл ялгаруулдаг транзисторууд нь транзистор болон гэрэл ялгаруулдаг диодын функцийг нэг төхөөрөмжид нэгтгэж чаддаг тул дараагийн үеийн өмсөж болох электроникийн ирээдүйтэй нэр дэвшигчид гэдгээрээ анхаарал татаж байна.
Гэсэн хэдий ч хажуугийн электродын бүтэцтэй уламжлалт органик транзисторууд нь электродууд болон электрон шахах том хаалт хоорондын зай хол байдаг тул 80-180 В өндөр ажиллах хүчдэл шаарддаг.
Ашиглалтын хүчдэлийг бууруулахын тулд электрохимийн ионы хольц ашигласан ч 3.5 В-оос дээш хүчдэл шаардлагатай хэвээр байгаа бөгөөд ялгарлын бүс нь нарийхан, тогтворгүй хэвээр байгаа нь бодит дэлгэц болон ухаалаг өмсдөг электрон системд практик хэрэглээг хязгаарладаг.
2. Шинэ транзистор хэрхэн ажилладаг вэ
Судалгааны баг нь нэг органик транзистор дотор дохио боловсруулах, санах ой болон гэрлийн ялгаралтыг нэгтгэсэн хэт бага хүчдэлийн электрохимийн органик гэрэл ялгаруулдаг транзисторыг боловсруулсан.
Электродын интерфэйс дээр цахилгаан давхар давхарга үүсэхийг өдөөхийн тулд идэвхтэй давхаргад ионы тээвэрлэлтийг сайжруулагчийг оруулснаар баг нь уламжлалт аргуудад ашигладаг өндөр хүчдэл эсвэл тогтворгүй допингоос хамааралгүйгээр электроныг үр ашигтай шахах шинэ механизмыг нэвтрүүлсэн.
Энэ нь өмнө нь ажиллахад хэт бага гэж тооцогддог байсан < 3.5 В хүчдэлтэй үед ч гэрлийн ялгаралтыг нэмэгдүүлэх боломжийг олгож, өргөн, тогтвортой ялгаралтын бүсийг хадгалж чадсан.
Мөн уг төхөөрөмж нь дохио боловсруулах болон санах ойн шинж чанарыг харуулсан бөгөөд давтагдсан өдөөлтийн дор хариу үйлдэл хуримтлагдаж, цаг хугацааны явцад хадгалагдсан бөгөөд зөвхөн хоёр 1.5 В батерейгаар ажилладаг уян хатан элэгддэг дэлгэцийн системд үүнийг цаашид харуулсан.
Энэхүү судалгаагаар тогтвортой гэрлийн ялгаруулалт болон ухаалаг функцийг энгийн нэг идэвхтэй давхаргын архитектурт ч нэгэн зэрэг хэрэгжүүлж болох бөгөөд энэ нь органик транзисторын өмсөж болох хэрэглээний боломжийг эрс өргөжүүлж байгааг харуулж байна.
3. Зүүдэг төхөөрөмжүүдэд үзүүлэх болзошгүй нөлөө
Энэхүү судалгаа нь дохио боловсруулах, санах ой болон гэрлийн ялгаралтыг нэг төхөөрөмжид нэгтгэснээр олон тусдаа бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг үйлдвэрлэж, холбохыг шаарддаг уламжлалт элэгддэг электрон системийн хязгаарлалтыг бууруулснаараа ач холбогдолтой юм.
Ялангуяа оролтын өдөөлтөд хуримтлагдсан болон хадгалагдсан хариу үйлдлийг харуулснаар мэдээллийг боловсруулж, үр дүнг гэрлээр шууд харуулах боломжтой дараагийн үеийн электроникийн боломжийг онцолж байна.
Уламжлалт зүүдэг төхөөрөмжүүд нь хэрэглэгчдэд хөдөлж байх үед хэмжсэн дохиог бодит цаг хугацаанд шалгахад хүндрэл учруулдаг бол энэхүү технологи нь бодит цагийн хяналт, мэдээллийг шуурхай хүргэхэд чиглэдэг.
Үүнийг нөхөн сэргээх, яаралтай тусламжийн тусламж үйлчилгээ, дасгал хөдөлгөөний хяналт, арьсан дээрх электроник, ухаалаг эрүүл мэндийн тусламж үйлчилгээ зэрэг хэрэглээнд өргөжүүлэх төлөвтэй байгаа бөгөөд холбогдох салбаруудад гол технологи болж магадгүй юм.
Профессор Тэ-Ву Ли 2026 онд Шинжлэх ухаан ба Байгаль сэтгүүлд дараалан нийтлүүлсэн бүтээлүүдээрээ дэлхийд тэргүүлэгч судалгааны өрсөлдөх чадварыг харуулсан.
Энэхүү ажил нь гэрлийн ялгаруулалт, дохио боловсруулах болон санах ойн функцуудыг бага хүчдэл дээр нэг хагас дамжуулагч төхөөрөмжид нэгтгэснээр уламжлалт гэрэл ялгаруулах төхөөрөмжүүдээс давж, дараагийн үеийн ухаалаг өмсдөг электроникийн шинэ чиглэлийг танилцуулж байна.
Судалгааг удирдсан профессор Тэ-Ву Ли “Энэхүү ажил нь бүх функцийг нэг хагас дамжуулагч төхөөрөмжид нэгтгэж болох бөгөөд боловсруулалт, санах ой, дэлгэцийн төхөөрөмжүүдийг тусад нь үйлдвэрлэх, холбох шаардлагагүй гэдгийг харуулж байгаагаараа онцгой ач холбогдолтой юм” гэж хэлэв.
Тэрээр нэмж хэлэхдээ, "Цаашид бид энэ технологийг ухаалаг хиймэл арьс болон өмсөх боломжтой эрүүл мэндийн тусламж үйлчилгээнд хэрэглэх арьсан дээрх хагас дамжуулагч платформ болгон хөгжүүлэхээр төлөвлөж байна" гэжээ.
Энэхүү технологи нь нэг бага хүчдэлийн хагас дамжуулагч төхөөрөмжид олон талт байдлыг харуулснаар уламжлалт гэрэл ялгаруулдаг хагас дамжуулагчаас давж гарсан гэдгээрээ чухал ач холбогдолтой юм.
Энэ утгаараа энэ нь хүн ба машинуудын хооронд бодит цагийн харилцан үйлчлэлийг бий болгох боломжийг олгодог ухаалаг арьсан дээр өмсдөг электроникийн шинэ чиглэлийг танилцуулж байна.
Нийтэлсэн цаг: 2026 оны 6-р сарын 22