Organik Elektronikler Laboratuvarı’ndaki araştırmacılar; suda uzun süre stabil olarak çalışabilen, dünyanın ilk tamamlayıcı elektrokimyasal mantık devrelerini geliştirdi. Bu biyoelektroniğin ilerlemesinde son derece önemli bir gelişmedir.
İlk basılabilir organik elektrokimyasal transistörler; 2002 yıllarında LIU araştırmacıları tarafından sunuldu. Işık yayan diyotlar ve elektrokromik ekranlar gibi birkaç organik elektronik bileşen şimdiden piyasaya sürülmüş durumda.
Şimdiye kadar kullanılan hakim materyal; yük taşıyıcılarının delik olduğu p-tipi bir materyal olan PEDOT: PSS olmuştur. Etkili elektron bileşenleri oluşturmak için; yük taşıyıcıların elektron olduğu, tamamlayıcı bir n-türü malzeme gereklidir. Su ortamında çalışabilen ve malzeme eklendiğinde uzun polimer zincirlerinin yüksek akışı devam ettirebileceği, yeterince dengeli bir polimer malzemesinin bulunması da zor olmuştur.
N-tipi Malzeme
Advanced Materials Dergisi’nde yayınlanan bir makalede, Organik Elektronikler Laboratuvarı’ndaki Organik Nanoelektronik Grubu Araştırma Başkanı Simone Fabiano ve ekibi; polimer omurganın merdiven tipi yapısının ortamdaki kararlılığı desteklediğini, yüksek akıma uygun olduğunu belirtti. Örneğin; BBL, poli (benzimidazobenzofenantrolin), genellikle güneş pil araştırmasında kullanılan bir materyaldir.
Araştırmacı Hengda Sun, malzemenin kalın filmlerini oluşturmak için bir yöntem buldu. Film kalınlaştıkça iletkenlik de o kadar yüksek olur.
Simone Fabiano: “200 nm kalınlığa kadar film üretmek için sprey kaplama kullandık. Bunlar son derece yüksek iletkenliğe ulaşabilirler. Yöntem, büyük yüzeylerdeki basılı elektronikler ile birlikte başarıyla kullanılabilir.”
Hengda Sun ayrıca, devrelerin hem oksijen hem de su varlığında uzun süre boyunca işlev gördüğünü göstermiştir.
Nemli Çevre
Simone Fabiano: “Bu, ilk bakışta, uzmanlaşmış bir alanda küçük bir gelişme olarak görülebilir; ancak bu gelişme pek çok uygulama için büyük sonuçlar doğuracak. Artık simetrik çevrede işlev gören tamamlayıcı mantık devreleri (invertörler, sensörler ve diğer bileşenler) oluşturabiliriz.”
Organik Elektronik Profesörü ve Laboratuvar Başkanı Magnum Berggren: “Dirençler yalnızca p-tipi elektrokimyasal transistörlere dayanan, mantıksal devrelerde gereklidir. Bunlar oldukça hantaldır ve bu elde edilebilecek uygulamaları sınırlar. Alet kutumuzda n-tipi bir malzeme ile mevcut alanı çok daha etkin bir şekilde tüketen tamamlayıcı devreler üretebiliriz; çünkü mantık devrelerinde artık direnç gerekmez.”
Organik bileşenlerin uygulamaları; tekstil ya da kağıt üzerine basılan lojik devreleri, çeşitli ucuz sensörleri, katı olmayan ve esnek ekranları ve en önemlisi biyoelektronik gibi geniş alanı içerir. Hem iyonları hem de elektronları yönlendiren polimerler; vücuttaki iyon ileten sistemler ile örneğin sensörler gibi elektronik bileşenler arasında gerekli olan köprüdür.
