Японцы создали первые резиновые транзисторы

IT новости на Учитель программирования Ру
Японские исследователи из Национального института AIST (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology) разработали транзисторы нового типа, которые мягки, эластичны и выдерживают достаточно сильные механические воздействия. Большинство компонентов этих транзисторов изготовлено из резины, кремнийсодержащего геля и эластичного пластика. Благодаря этому транзисторы без потери работоспособности могут выдерживать механические нагрузки, могут быть погружены в воду и на них может наступить женщина на высоком каблуке-шпильке. Все это позволит изготавливать на базе подобных транзисторов датчики, которые будут располагаться на одежде или прямо на полу жилых, офисных и производственных помещений.

Транзистор изготавливается путем формирования электродов затвора, стока, истока, диэлектрического слоя и канала в объеме кремнийсодержащей резины, толщина которой не превышает 1 миллиметра. Размер одного транзистора составляет 1 на 1 миллиметр, а длина и ширина его канала – 700 и 50 микрометров соответственно.

Для формирования каждого из электродов транзистора используется композитный материал, удельная проводимость которого была повышена за счет введения углеродных нанотрубок в состав этого материала. Диэлектрический слой, отделяющий затвор от канала, изготовлен из гелеобразного полимерного материала, пропитанного ионной жидкостью, а сам канал представляет собой дорожку из углеродных нанотрубок, расположенных хаотичным образом, благодаря чему свойства этой дорожки соответствуют свойствам полупроводникового материала.

Гелеобразный изолирующий слой действует совсем не так, как слой окиси в обычных полевых транзисторах. Когда на затвор подается электрический потенциал, ионы приходят в движение и создают дополнительный ионный изолирующий слой, который и играет роль диэлектрика.

Отношение тока в открытом состоянии к току в закрытом состоянии у резинового транзистора невелико и составляет 104 при напряжении на затворе от -2 до 1 Вольта. И эти показатели не очень сильно изменяются при растяжении транзистора и последующем его возврате в исходное состояния. Некоторые изменения в параметрах начали проявляться лишь после 1000 деформаций, когда транзистор растягивался на 40-50 процентов от его первоначального размера. Более того, рабочие характеристики резинового транзистора практически не изменились, когда на него наступила женщина в туфле с высоким каблуком-шпилькой. Возникшее при этом давление составляло 25 килограмм на квадратный сантиметр, и это на 70 процентов выше, чем давление, оказываемое на дорогу шиной груженого автомобиля.

“Схемы с резиновыми транзисторами продолжают функционировать даже тогда, когда они свернуты или согнуты под острым углом” – рассказывает Ацуко Секигучи (Atsuko Sekiguchi), один из исследователей, – “Это позволит использовать такие схемы в даже самых сложных условиях, на одежде, на стенах и полах помещений, в промышленном оборудовании, на дорогах и во множестве других мест, где условия работы далеки от идеальных”.

Источник


Поделиться ссылочкой: