В результате устройство представляет собой простую структуру с одним активным слоем, обеспечивающим работу при низкой температуре, широкораспределенно-локальное световое излучение, а также нейроморфную функцию обработки сигналов.
Работа опубликована в журнале Nature Materials .
Носимая электроника стремительно развивается, превращаясь из умных часов и смарт-очков в удобные для пользователей платформы нового поколения, которые в будущем будут дополнены наносными и имплантируемыми устройствами. В частности, носимые на коже, а также интегрированные полупроводниковые технологии, объединяющие функции датчиков, обработки сигналов, памяти и видеоадаптеров на одной платформе, важные важные технологии для здравоохранения нового поколения и промышленности будущего. В последнее время переносная электроника для простого обнаружения биосигналов и перешла к их обработке и визуализации в режиме реального времени.
Однако до недавнего времени эти функции обычно реализовывались с помощью отдельных подключенных устройств, что привело к созданию сложных структур с использованием громоздких и жестких компонентов и низким энергопотреблением. Поэтому интеграция многих функций в простую архитектуру устройства стала серьезной проблемой.
Органические светоизлучающие транзисторы привлекают внимание как перспективные кандидаты для портативной электроники следующего поколения, поскольку они могут сочетать в одном устройстве функции транзистора и светодиода. Однако обычные органические транзисторы с латеральным расположением электродов требуют высокого рабочего напряжения от 80 до 180 В из-за большого расстояния между электродами и высокого барьера для инжекции электронов. Даже при использовании электрохимического ионного освещения для снижения напряжения напряжения оно все равно должно составлять более 3,5 В, зона воздействия остается узкой и солнечной, что ограничивает практическое применение таких устройств на внешних видеокартах и интеллектуальных портативных электронных устройствах.
Исследовательская группа разработала сверхнизковольтный электрохимический органический светоизлучающий транзистор, который объединяет в одном органическом транзисторе функции обработки сигналов, хранения данных и светоизлучения. Ведущий активный слой вещества, увеличивающий ионный транспорт, чтобы вызвать образование двойного слоя на границах разделов электродов, мы предложили новый механизм эффективных инъекций электронов, не требующий высокого напряжения или гибкого легирования, как в традиционных методах. Это обеспечивает достижение свечения даже при напряжении менее 3,5 В, которое считалось ранее слишком низким для работы, при сохранении стабильной и стабильной зоны свечения.
Устройство также продемонстрировало способность обрабатывать сигналы и запоминать: клетки накапливались при воздействии стимулов и сохранялись в течение длительного времени. Кроме того, он использовал в гибкой системе портативный монитор, работающий всего от двух батареек по 1,5 В.
Это исследование показывает, что стабильное светоизлучение и интеллектуальные функции могут быть реализованы одновременно даже на простой одноактивной многослойной схеме, что значительно расширяет возможности применения транзисторов в носимых устройствах.
Это важное исследование, в котором объединены обработка сигналов, память и светоизлучение в одном устройстве, что позволяет преодолеть ограничения традиционных портативных электронных систем, для которых требуется конструкция и соединение отдельных компонентов.
В частности, демонстрируя кумулятивные и устойчивые процессы на входных стимулах, он показывает потенциал электроники нового поколения, способ обработки информации и мгновенное отображение результата с помощью света.
В то время как обычные носимые устройства не позволяют пользователям контролировать контрольные показатели в режиме реального времени во время движения, эта технология обеспечивает мониторинг в первую очередь и мгновенную передачу информации устройством.
Ожидается, что эта технология найдет применение в таких областях, как реабилитация, неотложная помощь пациентам, мониторинг физического состояния, носимая электроника и «умное» здравоохранение, и может стать ключевым фактором для соответствующих отраслей.