Linkopingo universiteto Organinės elektronikos laboratorijoje sukurtas pirmasis pasaulyje termoelektrinis organinis tranzistorius.
Keičiant jo temperatūrą, tranzistoriumi galima valdyti elektros srovės stiprumą. Eksperimentų metu užfiksuota, kad tranzistoriaus temperatūros padidinus vienu laipsniu, to pakako jame sukelti elektros srovės moduliaciją.
Vieno iš šio darbo autorių, prof. Ksaviero Krispino (Xavier Crispin) teigimu, „Mums pirmiesiems pasaulyje pavyko sukurti loginę grandinę, šiuo atveju sudarytą iš tranzistoriaus, kurią kontroliuoja ne elektrinis, o šilumos signalas“.
Šiluma valdomi tranzistoriai atveria daug naujų galimybių, tokių kaip mažų temperatūrų skirtumų detektavimas, tiesioginis temperatūros matavimas, pavyzdžiui, medicinos tikslais.
Taip pat būtų galima gaminti elektrines grandines, tiesiogiai reaguojančias į infraraudonųjų spindulių šilumą, kurios tiktų termokameroms ar kitiems prietaisams.
Tokių tranzistorių jautrumas šilumai yra maždaug 100 kartų didesnis, nei tradicinių šilumai jautrių medžiagų, ir tai atveria galimybes ne tik daug tikslesniems matavimų prietaisams kurti, bet ir kitiems įdomiems pritaikymams, tokiems kaip „termo pikselių“, sudarytų iš vieno termoelektrinio tranzistorius, sukūrimui.
Tokių tranzistorių matrica gali būti naudojama pavyzdžiui, kaip infraraudonųjų spindulius jutiklis šilumos kamerose, gal būt ir išmaniuosiuose telefonuose, nes organiniai tranzistoriai yra gaminami iš nebrangių ir aplinkai nepavojingų medžiagų.
Šis termoelektrinis organinis tranzistorius buvo sukurtas, kuriant superkondensatorių, įkraunamą Saulės energija.
Organinės elektronikos laboratorijos mokslininkai ieškojo tokiam kondensatoriui tinkamų medžiagų tarp elektrai laidžių polimerų ir pagamino skystą elektrolitą, galintį konvertuoti temperatūros gradientą į elektros srovę net 100 kartų efektyviau, nei iki šiol naudoti panašūs elektrolitai.
Šį elektrolitą sudaro jonai ir elektrai laidžios polimerų molekulės. Teigiamo krūvio jonai yra maži ir greitai juda, o neigiamo krūvio polimerų molekulės yra didelės ir sunkios. Kai viena elektrolito pusė kaitinama, maži jonai greitai pereina į šaltesnę pusę ir atsiranda elektros įtampos potencialas.
Šiluma valdomas tranzistorius. Linkopingo universiteto Organinės elektronikos laboratorija. Nuotr.: Thor Balkhed
Ionic thermoelectric gating organic transistors, Dan Zhao, Simone Fabiano, Magnus Berggren and Xavier Crispin, Linköping University, Campus Norrköping, Nature Communications 2017. DOI: 10.1038/ncomms14214
Daugiau:
Puslaidininkiai komponentai be įprastinių puslaidininkinių medžiagų – jau realybė
Termoelektriniai dažai leis šilumos energiją paversti elektra
Ateities technologijos – medžiagų ir nanotechnologijų specialistų rankose?
Jau 50 metų Lietuvoje lazeriai tarnauja puslaidininkių tyrimams
Metamedžiagų plokštelė infraraudonųjų spindulių diapazone virsta chameleonu
Sukurtas perspektyvių savybių puslaidininkinis nanokompozitas