Thông tin công nghệ

Bóng bán dẫn hữu cơ mới cho phép tích hợp mạch mật độ cao hơn cho thiết bị di động hiệu suất cao

Bộ xử lý chip CPU tiên tiến

Một bóng bán dẫn chống lưỡng cực hữu cơ mới đã được phát triển có khả năng thực hiện bất kỳ một trong năm hoạt động cổng logic nào bằng cách điều chỉnh điện áp đầu vào thành cổng kép của nó. Nó có thể được sử dụng để phát triển các mạch logic có thể cấu hình lại bằng điện, có thể là chìa khóa cho sự phát triển của các thiết bị di động hiệu suất cao.

Xây dựng nhiều mạch logic chỉ sử dụng một bóng bán dẫn duy nhất.

Viện Khoa học Vật liệu Quốc gia (NIMS) và Đại học Khoa học Tokyo đã thành công trong việc phát triển một bóng bán dẫn chống lưỡng cực hữu cơ có khả năng thực hiện bất kỳ một trong năm hoạt động cổng logic (AND, OR, NAND, NOR hoặc XOR) bằng cách điều chỉnh điện áp đầu vào vào cổng kép của nó. Bóng bán dẫn nhẹ với khả năng nhiều cổng logic này có thể được sử dụng để phát triển các mạch logic có thể cấu hình lại bằng điện — có khả năng là chìa khóa cho sự phát triển của các thiết bị di động hiệu suất cao.

Khi Internet vạn vật (IoT) trở thành hiện thực, khối lượng dữ liệu cần được xử lý dự kiến sẽ tăng vọt. Điều này sẽ yêu cầu các thiết bị xử lý dữ liệu di động nhẹ, hiệu suất cao. Các mạch tích hợp hữu cơ với các bóng bán dẫn hữu cơ là một công nghệ có khả năng thay đổi cuộc chơi trong sự phát triển của các thiết bị như vậy. Tuy nhiên, mật độ tích hợp của các mạch này vẫn rất thấp do không tương thích với các công nghệ chế tạo vi mô hiện có.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu này đã phát triển một bóng bán dẫn chống lưỡng cực cổng kép hữu cơ có khả năng thực hiện các hoạt động cổng logic hai đầu vào bằng cách thiết kế nó để giảm dòng tiêu của nó khi điện áp cổng vượt quá một ngưỡng nhất định.

Bóng bán dẫn chống lưỡng cực hữu cơ

Bóng bán dẫn chống lưỡng cực cổng kép hữu cơ được thiết kế để thực hiện hoạt động cổng logic AND. Nhà cung cấp hình ảnh: Viện Khoa học Vật liệu Quốc gia Ryoma Hayakawa

Khi điện áp đầu vào được áp dụng cho các cổng trên và dưới của bóng bán dẫn, nó tạo ra tín hiệu đầu ra (tức là dòng tiêu). Bóng bán dẫn này đã thể hiện khả năng hoạt động như năm loại cổng logic hai đầu vào khác nhau ở nhiệt độ phòng khi điện áp đầu vào được điều chỉnh. Công nghệ mạch tích hợp hiện tại yêu cầu 4 bóng bán dẫn để tạo thành mạch NAND và 12 bóng bán dẫn để tạo thành mạch XOR.

Ngược lại, chỉ cần một trong số các bóng bán dẫn mới được phát triển này để tạo thành các mạch này. Ngoài ra, bóng bán dẫn này có thể được sử dụng để tăng đáng kể mật độ tích hợp của các mạch hữu cơ, vốn là một thách thức lớn trong điện tử hữu cơ. Trong nghiên cứu tương lai, nhóm có kế hoạch phát triển các mạch tích hợp có thể cấu hình lại về mặt điện bằng cách sử dụng bóng bán dẫn mới này.

Tham khảo: “Cổng logic hữu cơ có thể cấu hình lại bằng điện: Triển vọng đầy hứa hẹn về bóng bán dẫn chống lưỡng cực cổng kép” của Ryoma Hayakawa, Kosuke Honma, Shu Nakaharai, Kaname Kanai và Yutaka Wakayama, ngày 10 tháng 2 năm 2022, Vật liệu nâng cao .
DOI: 10.1002 / adma.202109491

Dự án này được thực hiện bởi Ryoma Hayakawa (Nghiên cứu viên cao cấp, Nhóm Kỹ thuật Thiết bị Lượng tử (QDEG), Trung tâm Kiến trúc Nano Vật liệu Quốc tế (MANA), NIMS), Shu Nakaharai (Nhà nghiên cứu chính, QDEG, MANA, NIMS), Yutaka Wakayama (Lãnh đạo của QDEG, MANA, NIMS), Kosuke Honma (nghiên cứu sinh, Đại học Khoa học Tokyo) và Kaname Kanai (Giáo sư, Đại học Khoa học Tokyo). Công trình này được tiến hành trong khuôn khổ Trường Cao học Liên hợp Đại học Khoa học NIMS – Tokyo kết hợp với một dự án khác mang tên “Phát triển bóng bán dẫn điện trở âm hữu cơ với nỗ lực tăng đáng kể mật độ tích hợp của các mạch hữu cơ” (điều tra viên chính: Yutaka Wakayama, số dự án: 19H00866) được tài trợ bởi JSPS Grant-in-Aid for Scientific Research (A).

Theo Scitechdaily

What's your reaction?

Excited
0
Happy
0
In Love
0
Not Sure
0

You may also like

Leave a reply

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Website này sử dụng Akismet để hạn chế spam. Tìm hiểu bình luận của bạn được duyệt như thế nào.