Анализ достоинств является жизненно важным элементом научного процесса, гарантируя, что исследования основаны на строгих доказательствах и надежной методологии. Это способствует научному прогрессу, повышает доверие, качество и надежность будущих исследований. Это позволяет исследовательскому сообществу выстроить общий язык, общие практики и общую логику.
Иногда открытие, которое противоречит анализу достоинств и так называемым «показателям качества», от которых зависит бенчмаркинг производительности, приводит к кардинальным изменениям в области исследований . Одно из таких изменений, возможно, только что произошло в лабораториях Центра прикладных энергетических исследований (CAER) Университета Кентукки.
Новая статья группы органической электроники Александры Ф. Патерсон «Загадка органических электрохимических транзисторов при описании эффективности смешанного ионно-электронного транспорта» бросает вызов традиционным практикам в органической электронике, в частности органическим смешанным ионно-электронным проводникам (OMIEC) и органическим электрохимические транзисторы (ОЕКТ). Недавно оно было опубликовано в журнале Nature Materials .
Проводники (материалы, которые легко проводят электричество) и транзисторы (выключатели из этих материалов) — это хлеб с маслом нашего мира, управляемого электроникой. В каждом телефоне, компьютере, выключателе света и автомобиле есть транзисторы. Обычно они состоят из кремния и невозобновляемых ресурсов. Лаборатория Патерсона занимается созданием транзисторов с использованием органических (углеродных) материалов, которые являются более гибкими, чем их жесткие аналоги.
«Сегодня в смартфоне миллиарды транзисторов. Эти транзисторы настолько важны для нашего общества — представьте, какое влияние мы могли бы оказать, если бы разработали транзисторы из новых, органических, более экологически чистых материалов с другими механическими свойствами, которые можно использовать в новых условиях», — сказал Патерсон.
Свойства OMIEC и OECT жизненно важны для многих приложений. От носимых биосенсоров и телесно-машинных интерфейсов до нейроморфных вычислений, химического зондирования, здравоохранения и сельского хозяйства — эти материалы находятся на переднем крае передовых технологий.
По мере развития исследований затраты сокращаются, а эффективность повышается. Лаборатория Патерсона, поддерживаемые проекты в рамках Программы стимулирования конкурентных исследований (EPSCoR), спонсируемой Национальным научным фондом Кентукки (NSF), и CAER Великобритании опубликовали несколько статей и продолжают продвигать инновации в этой области. В одной из таких лабораторных статей Патерсона, опубликованной в журнале Advanced Science в июле 2023 года, химическое допинг рассматривается как инновационный подход к повышению эффективности OECT.
Однако, как показано в последней статье лаборатории Патерсона, возможно, существует загадка с OECT, когда речь идет о продукте µC* (микрокулон). Продукт µC* отражает способность органического материала эффективно проводить электричество, сохраняя при этом заряд, и является «показательным показателем» систем OMIEC и OECT. Показатели качества используются для оценки производительности материалов и устройств, а также для направления дальнейшего развития. Непосредственное извлечение продукта µC* из OECT становится обычным явлением в сообществах органической биоэлектроники и органической электроники.
Лабораторная работа Патерсона показывает, что в некоторых случаях OECT может давать неточные значения мкС*, значительно завышая их фактическое значение. Это первая публикация о точности продукта µC* и первое сообщение об экспоненциальном сопротивлении канала в OECT — последнее открытие объясняет причину завышенных оценок.
«Эта работа важна для сообщества органической электроники, потому что, если этот параметр не будет получен правильно, он может ввести в заблуждение всю область, ограничить ускорение и прогресс, повлиять на публикации и привести к отклонению заявок на финансирование. Чтобы исправить электронные устройства , потребуются годы», — сказал Патерсон. «Эта публикация своевременна, поскольку она может вызвать обеспокоенность по поводу неправильного анализа добротности в данной области, прежде чем она получит широкое распространение в литературе».
В команду Патерсона, работающую над этой статьей, входят постдокторант Марьям Шахи, аспиранты Вианна Н. Ле и Паула Аларкон Эспехо, а также сотрудники из Оксфордского университета, в том числе Иэн МакКаллок, доктор философии, профессор химии полимеров, постдокторант Кристина Кусефф и аспирантка. студентка Марьям Алсуфьяни.
Это исследование согласуется с проектом Track-1 KY NSF EPSCoR, Расширенное партнерство Кентукки по усовершенствованной робототехнике и конструкциям (KAMPERS), который реализуется пятый год пятилетнего проекта и фокусируется на развитии производства в Кентукки. Патерсон — новый преподаватель, нанятый при поддержке проекта, реализация которого началась в 2021 году.
Патерсон работает вместе с соруководителем исследователя Track-1 Джоном Энтони, заместителем директора CAER Великобритании Мэттом Вайзенбергером и несколькими другими людьми в Великобритании, в Университете Луисвилля и других учреждениях. Все они сосредоточены на разработке совместимых наборов печатных изоляторов, проводников и полупроводников для структурно интегрированной электроники, а также на полной интеграции датчиков, логики и связи в эти структуры с использованием 3D-печати и связанных с ней методов. OECTs играют важную роль в достижении этих целей.
«Наша группа интересуется концепцией внедрения новых электронных материалов в традиционные или существующие транзисторные структуры, поскольку этот процесс часто приводит к появлению тонких и неожиданных характеристик устройств», — сказал Патерсон. «Если мы поймем явления, стоящие за этим новым поведением, это не только даст лучшее понимание современных устройств, но также приведет к открытию новых концепций устройств и правил проектирования. Это путь к созданию новых приложений для органической электроники».
Теги: микроэлектроника, чип
