众所周知,电子产品的先进性,在于芯片内部集成多少个晶体管,晶体管可控制电流的开关和大小,从而实现各种信号处理计算,上世纪六七十年代,芯片只能集成几个晶体管,但现在已发展至可集成数百亿的晶体管,可谓是进步巨大。
在晶体管的迭代发展中,作为晶体管的主要材料——硅也愈发重要,硅具有良好的半导体特性,可在微观尺度上制造出高性能的晶体管,但随着芯片机将达到摩尔定律的物理极限,晶体管开始面临着制造成本、能耗、环境影响等诸多问题。
近日,来自瑞典皇家理工学院和林雪平大学组成的研究团队,成功通过导电木头制造出全球首个木质晶体管,该晶体管不仅可控制电流,还具备着可降解、可持续、低成本等优点。
据了解,该木质晶体管原材料是巴沙木,因为它由均匀而无纹理的结构,首先研究人员去除了木头钟的木质素,使其透明,然后在木头表面涂上一层聚乙烯二噻吩聚苯乙烯磺酸盐(一种导电高分子材料),最后在木头两端加上金属电极,初步形成一个晶体管。
在研究中,该晶体管长度约3厘米,可在5秒内关闭,在1秒内打开,当然与硅晶体管(每秒开关数十亿)相比,是小巫见大巫,但该晶体管可应用在特殊的电子显示技术,如智能玻璃、智能标签等,它们可在极薄、柔性的形式下实现简单的计算功能,并且只需要很少的电力。
最后,该研究也为其他基于生物或植物的电子技术提供了启示和借鉴,也为在研究中,木质晶体管可比一般的有机晶体管更能承受住高电流的冲击,从而提高可靠性和稳定性。