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해외동향기술

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모든 목적을 위한 단일 트랜지스터 ndsl 상세보기

과학기술분류

전기/전자;재료

저자

KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

키워드

1. 트랜지스터,멤리스터,유기 반도체,신경 네트워크 2. transistro,memrister,organic semiconductor,neuronal network

등록일

20190320

NDSL OPENAPI

초록
모바일, 냉장고 또는 비행기, 트랜지스터는 어디에나 있다. 그러나 종종 하나의 전류 범위에만 특화되어 있다. 연구팀은 저 전류 및 고 전류에서 완벽하게 작동하는 유기 반도체 재료의 나노 트랜지스터를 개발했다. 트랜지스터는 전기 회로의 전압과 전류를 제어하는 ​​반도체 소자이다. 점점 전기 장치는 더 작아지고 더 효과적으로 진화해 왔다. 이는 트랜지스터에 대해서도 동일하게 적용된다. 무기 반도체 분야에서는 이미 100 나노 미터 이하의 크기가 표준으로 자리 잡고 있다. 유기 반도체는 아직까지 그 수준까지 도달할 수 없다. 왜냐하면 이들의 전하 수송 성능은 상당히 낮다. 그러나 유기 구조는 다른 장점을 제공한다. 이 제품은 산업적인 규모로 인쇄할 수 있으며 재료 비용이 낮으며 유연한 표면에 투명하게 적용할 수 있다. 그래서 연구팀은 유기 트랜지스터의 최적화에 집중적으로 노력하고 있다. 네이처 나노테크놀로지 (Nature Nanotechnology, 'Vertical, electrolyte-gated organic transistors show continuous operation in the MA cm-2 regime and artificial synaptic behaviour')의 최근 논문에서 그들은 작고 강력하며 무엇보다 조절이 가능한 특이한 구조의 트랜지스터를 제시했다. 생산 과정에서 몇 가지 파라미터를 변경함으로써 물리학자들은 높거나 낮은 전류 밀도를 위한 나노 스케일 장치를 설계할 수 있다. 고밀도 집적도의 고성능 전자 제품을 구현하기 위해서는 높은 전류 밀도가 중요하다. 신경 네트워크와 휴대 장치는 대조적으로 저전력 작동이 중요하다. 성공의 열쇠는 트랜지스터의 전형적인 구조와 온-오프 스위치 역할을 하는 특별한 종류의 게이트 물질의 조합이다. 일반적으로, 트랜지스터는 기판 상에 병렬로 배치된 2 개의 전극을 갖는 평면 디자인을 갖는다. 새로운 수직 구조 내에서 전극은 줄무늬 모양을 하고 서로 교차한다. 트랜지스터는 소위 전해 게이팅에 의해 제어된다. 즉, 전체 트랜지스터는 전해질 용액으로 둘러싸여 있다. 인가된 전압의 함수로서, 이온은 반도체 재료의 안팎으로 이동하여 트랜지스터를 켜고 끈다. 새로운 구조는 물리학자가 다양한 매개 변수를 변화시킴으로써 전기적 특성에 영향을 줄 수 있게 한다. 여기에는 전극 폭, 반도체 재료의 두께 및 전극 사이의 거리가 포함된다. 또한, 트랜지스터의 기능은 전극 또는 반도체 재료에 의존하지 않는다. 다른 반도체의 적용은 동일한 성능으로 이어진다. 그것과는 별도로 정확히 나란히 배치하는 대신 매우 얇은 층에 수직으로 재료를 적용하여 나노 크기의 요소를 만드는 것이 더 쉽다. 더욱이, 때로는 민감한 반도체가 최종적으로 적용되고 이전의 제조 단계에 의해 손상될 수 없다. 연구팀의 목표는 고전적인 트랜지스터로 고전류를 구동하는 능력과 인공 시냅스 작동을 위해 필요한 저전압 동작을 결합한 트랜지스터 설계를 개발하는 것이었다. 그들의 아이디어가 완성되었고 그 결과는 정확히 선택 가능한 치수와 이온 게이트를 갖춘 수직 형 유기 전계 효과 트랜지스터이다. 잠재적인 응용 분야는 저전압, 높은 온 전류 밀도 또는 큰 트랜스 컨덕턴스가 필요한 OLED 및 센서일 수 있다. 특히 소위 멤리스티브 (memristive) 요소에서의 적용이 특히 흥미로울 수 있다. 전기적 신호를 처리할 때 뉴런의 행동을 모델링하는 인공 뉴런으로 멤리스터를 상상할 수 있다. 멤리스티브 장치의 기하학을 미세 조정함으로써 인공 시냅스의 학습 과정과 같은 다양한 접근법에 적용될 수 있다.