新型有机晶体管可以为高性能移动设备实现更高密度的集成电路

　　已经开发出一种新的有机反双极晶体管，能够通过调节其双栅极的输入电压来执行五个逻辑门操作中的任何一个。它可用于开发可电气重构逻辑电路，这可能是开发高性能移动设备的关键。 仅使用单个晶体管构建多个逻辑电路。
　　国立材料科学研究所（NIMS）和东京理科大学已经成功地开发了一种有机反双极晶体管，能够通过调整其双栅极的输入电压来执行五个逻辑栅极操作（AND，OR，NAND，NOR或XOR）中的任何一个。这种具有多逻辑栅极功能的轻量级晶体管可用于开发可电气可重构逻辑电路，这可能是开发高性能移动设备的关键。
　　随着物联网（IoT）成为现实，预计需要处理的数据量将飙升。这将需要轻量级、高性能的移动数据处理设备。具有有机晶体管的有机集成电路是此类器件开发中可能改变游戏规则的技术。然而，由于与现有的微加工技术不兼容，这些电路的集成密度仍然很低。
　　为了解决这个问题，该研究小组开发了一种有机双栅极反双极晶体管，能够通过设计它来降低其漏极电流，从而在栅极电压超过一定阈值时执行双输入逻辑栅极操作。
　　有机双栅极抗双极晶体管，设计用于执行 AND 逻辑栅极操作。图片来源：早川龙马材料科学研究所
　　当输入电压施加到晶体管的顶部和底部栅极时，它会产生输出信号（即漏极电流）。该晶体管展示了在室温下调节输入电压时充当五种不同类型的双输入逻辑门的能力。现有的集成电路技术需要四个晶体管形成一个NAND电路，12个晶体管形成一个XOR电路。
　　相比之下，只需要这些新开发的晶体管中的一个来形成这些电路。此外，这种晶体管可用于大幅提高有机电路的积分密度，这在有机电子学中一直是一个重大挑战。在未来的研究中，该小组计划使用这种新晶体管开发可电重构集成电路。
　　参考：＂电重构有机逻辑门：双栅极反极极晶体管的有前途的视角＂，作者：早川龙马，本间浩介，中原井树，加奈香奈和和歌山裕，2022年2月10日， 先进材料 。
　　DOI： 10.1002/adma.202109491
　　该项目由早川龙马（量子器件工程组（QDEG），国际材料纳米建筑中心（MANA），NIMS高级研究员），Shu Nakaharai（QDEG，MANA，NIMS首席研究员），Yutaka和kayama（QDEG，MANA，NIMS的领导者），Kosuke Honma（东京理科大学研究生）和Kaname Kanai（东京理科大学教授）进行。这项工作是在NIMS-东京理科大学联合研究生院框架下进行的，同时与另一个名为＂开发有机负电阻晶体管以显着提高有机电路的集成密度＂的项目（首席研究员：Yutaka和歌山，项目编号：19H00866）一起进行，该项目由JSPS科学研究补助金（A）资助。