Tijekom rada tranzistora formira se šupljinski kanal, dok se kationima inducirani električni dvostruki sloj
Istraživači Nacionalnog sveučilišta u Seulu razvili su ultra-niskonaponski elektrokemijski organski tranzistor koji emitira svjetlost i koji može istovremeno obavljati obradu signala, pamćenje i emisiju svjetlosti unutar jednog poluvodičkog uređaja. Uvođenjem pojačivača ionskog transporta u kanal polimernog poluvodiča koji emitira svjetlost, tim je omogućio formiranje električnog dvostrukog sloja na sučelju odvodne elektrode, omogućujući učinkovito ubrizgavanje elektrona bez oslanjanja na visoke napone ili nestabilno dopiranje n-tipa koje se koristi u konvencionalnim pristupima.
Kao rezultat toga, uređaj je zadržao jednostavnu strukturu s jednim aktivnim slojem, a istovremeno je postigao i rad na niskom naponu i široku, prostorno ograničenu emisiju svjetlosti, zajedno s funkcionalnošću neuromorfne obrade signala.
Rad je objavljen u časopisu Nature Materials.
Nosiva elektronika brzo se razvija od pametnih satova i pametnih naočala do platformi sljedeće generacije jednostavnih za korištenje, s budućim širenjem prema uređajima koji se nanose na kožu i implantatima.
Posebno se nosivi uređaji na koži, zajedno s integriranim poluvodičkim tehnologijama koje kombiniraju funkcije senzora, obrade signala, memorije i prikaza na jednoj platformi, smatraju ključnim tehnologijama za zdravstvenu skrb sljedeće generacije i buduću elektroničku industriju.
U novije vrijeme, nosiva elektronika je napredovala od jednostavnog otkrivanja biosignala prema obradi i vizualizaciji signala u stvarnom vremenu.
Međutim, do sada su se te funkcije obično implementirale korištenjem odvojeno povezanih uređaja, što je rezultiralo složenim strukturama, glomaznim i krutim komponentama te visokom potrošnjom energije. Stoga je integracija više funkcija unutar jednostavne arhitekture uređaja postala veliki izazov.
1. Zašto trenutni uređaji ne uspijevaju
Organski tranzistori koji emitiraju svjetlost privukli su pozornost kao obećavajući kandidati za nosivu elektroniku sljedeće generacije jer mogu kombinirati funkcije tranzistora i svjetleće diode u jednom uređaju.
Međutim, konvencionalni organski tranzistori s lateralnom strukturom elektroda zahtijevaju visoke radne napone od 80 do 180 V zbog velike udaljenosti između elektroda i velike barijere za ubrizgavanje elektrona.
Čak i kada se elektrokemijsko ionsko dopiranje koristi za snižavanje radnog napona, i dalje je potrebno više od 3,5 V, a zona emisije ostaje uska i nestabilna, što ograničava praktičnu upotrebu u stvarnim zaslonima i inteligentnim nosivim elektroničkim sustavima.
2. Kako novi tranzistor radi
Istraživački tim razvio je elektrokemijski organski tranzistor koji emitira svjetlost ultra niskog napona i integrira obradu signala, memoriju i emisiju svjetlosti unutar jednog organskog tranzistora.
Ugradnjom pojačivača ionskog transporta u aktivni sloj kako bi se induciralo stvaranje električnog dvostrukog sloja na granici elektroda, tim je uveo novi mehanizam za učinkovito ubrizgavanje elektrona bez oslanjanja na visoke napone ili nestabilno dopiranje koje se koristi u konvencionalnim pristupima.
To je omogućilo emisiju svjetlosti čak i pri naponima < 3,5 V, koji su se prije smatrali preniskim za rad, uz održavanje široke i stabilne zone emisije.
Uređaj je također pokazao karakteristike obrade signala i pamćenja, s odgovorima koji se akumuliraju pod ponovljenim podražajima i zadržavaju tijekom vremena, a dodatno je demonstriran u fleksibilnom sustavu nosivog zaslona koji napajaju samo dvije baterije od 1,5 V.
Ova studija pokazuje da se stabilna emisija svjetlosti i inteligentna funkcionalnost mogu postići istovremeno čak i u jednostavnoj arhitekturi s jednim aktivnim slojem, što uvelike proširuje potencijal organskih tranzistora za nosive primjene.
3. Potencijalni utjecaj na nosive uređaje
Ova studija je značajna jer integrira obradu signala, memoriju i emisiju svjetlosti u jedan uređaj, smanjujući ograničenja konvencionalnih nosivih elektroničkih sustava koji zahtijevaju izradu i međusobno povezivanje više zasebnih komponenti.
Posebno, demonstrirajući kumulativne i retentivne odgovore na ulazne podražaje, ističe potencijal elektronike sljedeće generacije koja može obrađivati informacije i odmah prikazati rezultat putem svjetla.
Dok konvencionalni nosivi uređaji korisnicima otežavaju provjeru izmjerenih signala u stvarnom vremenu tijekom kretanja, ova tehnologija usmjerava se prema praćenju u stvarnom vremenu i trenutnoj isporuci informacija.
Očekuje se da će se proširiti na primjene poput rehabilitacije, hitne skrbi za pacijente, praćenja vježbanja, elektronike na koži i pametne zdravstvene skrbi, te bi mogao poslužiti kao ključna tehnologija za srodne industrije.
Profesor Tae-Woo Lee pokazao je vodeću svjetsku konkurentnost istraživanja kroz uzastopne publikacije u časopisima Science and Nature u 2026. godini.
Ovaj rad nadilazi konvencionalne uređaje koji emitiraju svjetlost integrirajući funkcionalnosti emisije svjetlosti, obrade signala i memorije u jedan poluvodički uređaj na niskom naponu, predstavljajući novi smjer za inteligentnu nosivu elektroniku sljedeće generacije.
Profesor Tae-Woo Lee, koji je vodio studiju, rekao je: „Ovaj rad je posebno značajan jer pokazuje da se sve funkcije mogu integrirati unutar jednog poluvodičkog uređaja, bez potrebe za zasebnom izradom i povezivanjem procesorskih, memorijskih i zaslonskih jedinica.“
Dodao je: „U budućnosti planiramo dalje razvijati ovu tehnologiju u poluvodičku platformu na koži koja se može primijeniti na inteligentnu umjetnu kožu i nosivu zdravstvenu skrb.“
Ova tehnologija je također značajna jer nadilazi konvencionalne poluvodiče koji emitiraju svjetlost demonstrirajući multifunkcionalnost u jednom niskonaponskom poluvodičkom uređaju.
U tom smislu, predstavlja novi smjer za inteligentnu elektroniku koja se nosi na koži i omogućuje interakciju u stvarnom vremenu između ljudi i strojeva.
Vrijeme objave: 22. lipnja 2026.