Criado primeiro transístor bipolar orgânico que rivaliza com silício

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/06/2022

Os transistores orgânicos deverão viabilizar eletrônicos flexíveis e aparelhos vestíveis - nesta ilustração, um adesivo eletrônico processando dados de um eletrocardiograma (ECG).
[Imagem: Jakob Lindenthal]

Rumo à eletrônica flexível e transparente

A invenção do transístor, em 1947, inaugurou a era da microeletrônica e revolucionou nossa civilização.

Agora, pesquisadores alemães conseguiram demonstrar, pela primeira vez, um transístor bipolar orgânico altamente eficiente.

A eletrônica orgânica usa semicondutores feitos à base de carbono, em vez do tradicional silício, o que traz grandes vantagens porque os componentes orgânicos são muito mais fáceis de fabricar, podendo ser aplicados como se fossem uma tinta, sobre materiais flexíveis e transparentes, como plásticos.

Os primeiros transistores orgânicos de efeito de campo (FET) foram desenvolvidos já em 1986, mas seu desempenho sempre se manteve muito atrás dos componentes de silício.

Esse hiato agora acaba de ser vencido, abrindo caminho para a criação de eletrônicos verdadeiramente flexíveis, com menor consumo de energia e uma série de outras vantagens, incluindo aparelhos de vestir, aplicações biomédicas e, claro, telas que possam ser dobradas e enroladas sem deixar de funcionar.

Na eletrônica tradicional, primeiro foram inventados os transistores bipolares, nos quais os portadores de carga negativa e positiva contribuem para o transporte de corrente. Os transistores de efeito de campo unipolar só foram desenvolvidos mais tarde.

A chave para a alta eficiência do transístor orgânico está na seleção e cuidadosa construção de cada uma das camadas.
[Imagem: Shu-Jen Wang et al. - 10.1038/s41586-022-04837-4]

Transístor bipolar orgânico

Para criar o seu transístor bipolar orgânico, Shu-Jen Wang e seus colegas da Universidade Tecnológica de Dresden, na Alemanha, usaram camadas de substâncias à base de carbono ultrafinas e altamente ordenadas.

Com isto, eles conseguiram fabricar transistores muitas vezes mais rápidos que os transistores orgânicos desenvolvidos até agora e que, pela primeira vez, atingiram frequências de operação na faixa de gigahertz, ou seja, mais de um bilhão de operações de comutação por segundo.

"A primeira concretização do transístor bipolar orgânico foi um grande desafio, uma vez que tivemos que criar camadas de altíssima qualidade e novas estruturas. No entanto, os excelentes parâmetros do componente recompensam esses esforços," disse Wang.

"Estamos pensando sobre este dispositivo há 20 anos, e estou emocionado por agora podermos demonstrá-lo com as novas camadas altamente ordenadas. O transístor bipolar orgânico e seu potencial abrem perspectivas completamente novas para a eletrônica orgânica, uma vez que também possibilita realizar tarefas altamente exigentes no processamento e transmissão de dados," disse seu colega Karl Leo.

• Por que a eletrônica está prestes a se tornar orgânica

Mais tópicos