Por que a eletrônica está prestes a se tornar orgânica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/08/2021

Circuito oscilador em anel construído com os transistores permeáveis de base orgânica (OPBTs).
[Imagem: Erjuan Guo]

Transistores orgânicos

Pesquisadores da Universidade Técnica de Dresden, na Alemanha, criaram o primeiro transístor orgânico vertical que é rápido o suficiente para ser usado na implementação de aparelhos eletrônicos do mundo real.

O desempenho do novo componente chama a atenção: O transístor é capaz de operar em baixa tensão e tem um tempo de chaveamento de menos de 10 nanossegundos.

Como há muito tempo se tem anunciado, a eletrônica orgânica, com seus circuitos flexíveis e fabricados por impressão, tem potencial para reduzir o custo de praticamente toda a eletrônica, além de viabilizar usos que hoje não são práticos com a rígida eletrônica do silício.

Contudo, esses componentes vinham apresentando um desempenho insuficiente para os padrões da computação, o que tornou o desenvolvimento de transistores de baixa tensão, alto ganho e alta frequência, um dos alvos mais importantes de todos os grupos de pesquisa na área.

Foi justamente isso o que a equipe obteve, fabricando pela primeira vez transistores orgânicos verticais integrados em circuitos funcionais.

Esses transistores estão sendo chamados de OPBTs, sigla em inglês para transistores de base orgânica permeável (organic permeable base transistors).

Estrutura dos tipos n e p dos transistores plásticos.
[Imagem: Erjuan Guo et al. - 10.1038/s41928-021-00613-w]

Eletrônica de plástico na faixa dos GHz

Além de um desempenho sem precedentes para componentes impressos em substrato polimérico, alcançando a faixa dos GHz, esses transistores apresentaram um funcionamento robusto e estabilidade de longo prazo em funcionamento real.

"Em trabalhos anteriores, descobrimos que o segundo eletrodo de controle na arquitetura do transístor vertical permite uma ampla faixa de controlabilidade do limiar de tensão, o que torna esses componentes ideais para circuitos lógicos eficientes, rápidos e complexos.

"Neste novo trabalho, adicionamos um recurso vital à tecnologia, demonstrando circuitos complementares, como inversores complementares integrados e osciladores em anel. Usando esses circuitos complementares, a eficiência energética e a velocidade de operação podem ser melhoradas em mais de uma ordem de magnitude e podem permitir que a eletrônica orgânica entre no regime dos GHz," disse o pesquisador Erjuan Guo.

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